Full text of "Les pompes"

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LES POMPES

TOURS. — IMPRIMERIE DBSLIS FRERES

LES POMPES

PAR

R. MASSE

INGÉNIEUR CIVIL DBS MINES
ANCIEN ÉLÈVE DE lV.COLE POLYTECHNIQUE

PRÉFACE DE

M. HATON DE LA GOUPILLIÊRE

MEMBRE DE l'»8TITUT

INSPECTEUR GÉNÉHAL DES MINES

VICE-PRÉSIDENT DU CONSEIL GÉNÉRAL DES MINES

PARIS

V^" CH. DUNOD, ÉDITEUR

49, Quai <!«• Qrands-Augustins, 49

1903

84919 6er/M><:*(

SVK

PRÉFACE

Il m'est très agréable de présenter au public l'ouvrage de M. Masse,
et encore plus de lui présenter Tauleur lui-même, bien qu'il n'en ail nul
besoin. M. Masse a été l'un de mes plus brillants élèves, et Tun de
ceux dont j'ai suivi avec le plus d'intérêt la laborieuse carrière. Elle s'est
développée avec un égal talent dans des sens très divers, mais tout spé-
cialement dans la voie de la mécanique. Aussi n'ai-je pas hésité, lorsque
je me suis vu appelé à la présidence du Comité de rédaction de la Revue
de Mécanique^ à faire appel à la plume de cet ingénieur, ainsi que plus
tard, au moment où ce même Comité a entrepris la publication, aujour-
d'hui terminée, de la Mécanique à TEœposition de 1900. Les études
qu'il a alors effectuées sur les pompes l'ont mis sur la voie de l'important
ouvrage qui parait aujourd'hui.

Les progrès rapides de l'électricité, entraînant ceux des appareils
destinés à produire la force motrice qu'elle réclame, ont eu pour consé-
quence, depuis plusieurs années, de cantonner trop exclusivement les
techniciens dans l'étude des machines génératrices ou motrices. De nom-
breux ouvrages s'adressant à des milieux divers le manifestent surabon-
damment.

Mais d'autres branches de l'industrie mécanique se sont développées
parallèlement et méritent aujourd'hui de fixer l'attention.

C'est cette considération qui a amené M. Masse à coordonner et à
compléter les notes qu'il a publiées sur les Pompes dans les deux publi-
cations dont je viens de parler. Des opuscules, des notices avaient bien
été publiées sur tel ou tel genre de pompe, mais souvent sous la forme
d'un prospectus, rédigé par les constructeurs eux-mêmes. Il manquait
en cette matière un ouvrage complet et méthodique, capable de guider

Vî PRÉFACE

rindustriel dans ses projets, Tingénieur dans ses recherches, le cons-
tructeur pour Tétude d'appareils nouveaux ou plus perfectionnés.

C'est cette lacune que l'important travail de M. Masse vient combler
aujourd'hui. Cet ouvrage très complet présente deux particularités que
nous devons signaler ici : le développement tout spécial du chapitre Gêné-
ralités, et un essai de classification des pompes qui, pour n'être pas encore
peut-être définitif, n'en constitue pas moins un jalon essentiel.

Dans les généralités, après un rappel des notions indispensables
d'hydraulique, et quelques renseignements généraux nécessaires à la com-
préhension du fonctionnement des différents systèmes de pompes, l'auteur
n'a pas craint de consacrer un certain nombre de pages à une étude,
nécessairement abrégée, des moteurs susceptibles d'être utilisés pour la
commande de ces appareils. Il y avait là une réelle difficulté, tenant à la
fois à l'ampleur du sujet, à la nécessité d'être bref, à l'obligation de
rester clair. M. Masse s'en est heureusement tiré; son exposé est concis,
très net, et suffisamment complet pour permettre au lecteur de com-
prendre et de mieux apprécier les renseignements présentés au cours de
l'ouvrage, ainsi que les très nombreux exemples qui en forment le com-
mentaire et l'illustration.

L'industriel, dont le temps est précieux, pourra ainsi se documenter
rapidement sur le choix du moteur qui convient le mieux à tel ou tel
genre d'installation, ou inversement choisir en connaissance de cause
un type de pompe approprié à la force motrice dont il dispose.

A la fin de cette première partie de l'ouvrage, l'auteur a réservé une
place aux appareils qui élèvent l'eau par transport. Les uns ne présentent
plus qu'un intérêt historique, les autres sont encore employés et ont même
reçu récemment divers perfectionnements. 11 était donc bon de les signa-
ler, et c'est la transition naturelle qui amène le lecteur à l'objet principal
du volume.

M. Masse expose dans son Introduction la classification qu'il a adoptée.
Si elle n'est pas à l'abri de certaines critiques, qu'il s'empresse de recon-
naître, il semble que cela tienne à la nature même et à la très grande
diversité des types étudiés, en même temps qu'à la multiplicité de leurs
usages. Elle a du moins le mérite d'être simple, et de se prêter convena-
blement à l'élude et à la comparaison des divers systèmes de pompes,
ainsi qu'aux recherches pratiques que peuvent avoir à effectuer les lecteurs.

PRÉFACE VU

Un coup d'œil jeté sur la table des matières donne de suite une idée
du nombre considérable des organismes qui ont été envisagés dans cet
ouvrage, et de la méthode suivie pour leur élude. De plus (et il faut lui en
savoir gré), Tauleur n'a pas perdu de vue que son livre devait s'adresser
aussi bien au constructeur qu'è Tindustriel. Pour le premier, des détails
de construction ont été accumulés, accompagnés de figures cotées toutes
les fois que c'était possible. Pour le second, on a enregistré des résul-
tats d'expériences ou d'exploitation, et parfois même décrit des instal-
lations complètes.

Nous pensons que M. Masse a rendu un réel service à l'industrie
mécanique et à l'ingénieur hydraulicien, ainsi qu'à l'enseignement tech-
nique, pour une branche d'études sur laquelle on pouvait être tenté de
glisser, faute d'une codification suffisante. J'ai le bon espoir de me ren-
contrer dans cette conviction avec le jugement du public éclairé, qui a
toujours le dernier mot en pareille matière.

HaTON DB la GOUPILLIÈRE.

INTRODUCTION

Le travail que nous présentons aujourd'hui se compose, en dehors des
généralités indispensables pour en faciliter la lecture et en assurer la facile
compréhension, de la réunion des articles que nous avons publiés depuis
quatre ans dans la Revue de Mécanique et de la description des types variés
que rExposition de 1900 nous a donné Toccasion d'étudier, ou qui se sont fait
jour depuis cette époque.

Par l'étude théorique de chaque type d'appareil, la description et l'expli-
cation du fonctionnement de chacun d'eux et enfin, par les chiffres qui s'y
rapportent, et que nous avons joints chaque fois que la chose a été possible,
cet ouvrage forme un ensemble qui parait pouvoir intéresser à la fois le
constructeur spécialiste à la recherche d'un perfectionnement ou d'un détail
d'exécution et la personne moins versée dans la technique de cette question
qui veut néanmoins faire choix d'une machine.

Ceci explique pourquoi nous avons cru devoir développer plus qu'il n'est
coutume le chapitre Généralités: nous avons voulu qu'il fût d'une lecture
facile et que néanmoins on y puisse trouver les renseignements généraux
indispensables à connaître pour comprendre ou apprécier les appareils et
leur fonctionnement. 11 est certain par exemple que la marche d'une pompe
dépend non seulement de l'appareil pompe proprement dit, mais encore des
conditions de son installation et de la nature du moteur (hydraulique, ther-
mique ou électrique) chargé de l'actionner. A la vérité le chapitre Généra-
lités ainsi compris aurait pu nous entraîner bien loin si nous ne nous étions
pas imposé de nous limiter aux choses strictement nécessaires, en les expo-
sant aussi clairement, mais en môme temps aussi brièvement que possible.

Ce chapitre comprendra donc un rappel rapide des principes primordiaux
de rhydraulique avec un exposé du fonctionnement général des pompes, —
puis, au point de vue des mécanismes et des fluides intermédiaires, un cer-
tain nombre de renseignements sur les frottements, sur le rôle de l'air et de

X INTRODUCTION

la vapeur d'eau, etc., — enfin, en ce qui concerne les producteurs d'énergie,
les données strictement nécessaires sur les moteurs animés, hydrauliques,
thermiques ou électriques susceptibles d'éfre utilisés.

Nous terminerons ce chapitre par quelques mots sur une série d'appareils
destinés, comme les pompes, à élever les eaux, mais procédant d'un autre prin-
cipe qu'elles, et constituant, si l'on veut, une sorte d'historique de la question.

Les chapitres suivants seront exclusivement consacrés a l'étude des
Pompes, — Comment les classerons-nons?

Les types de pompes actuellement employés, tant dans l'économie domes-
tique et l'agriculture que dans l'industrie, sont excessivement variés, et il est
fort difficile d'établir une classification procédant d'un principe bien défini.

Certains auteurs ont pensé qu'il y avait intérêt à classer ces appareils
suivant l'usage auquel ils sont destinés ; on aurait ainsi les machines agricoles,
les machines de distribution d'eau des villes, les machines d'épuisement des
mines, les pompes alimentaires pour générateurs, les pompes à incendie, etc.

Cette classification ne semble pas convenir pour une étude sur les pompes,
car, pour ne citer qu'un exemple, on emploie actuellement comme machines
d'épuisement de mine à peu près tous les types connus, depuis le rudimen-
taire baquetage jusqu'aux pompes puissantes mues par des machines à vapeur
à multiple expansion, en passant par les pompes rotatives, les pompes centri-
fuges, les pompes à action directe, les pulsomètres, les machines à colonne
d'eau, etc., etc.

On peut encore chercher à classer les pompes en partant des moyens
dont on dispose pour les actionner. Nous trouverons ainsi les machines dans
lesquelles on utilise l'effort musculaire d'un être animé quelconque (pompes
à bras, manèges, etc.), les machines dans lesquelles on utilise une force na-
turelle, chute d'eau par exemple (béliers hydrauliques, machines à colonne
d'eau) ; les machines dans lesquelles on emploie indirectement la vapeur pour
produire le mouvement des organes (pompes à mouvement alternatif, pompes
rotatives, pompes centrifuges, etc.) ; les machines dans lesquelles on em-
ploie directement la vapeur ou un fluide quelconque, comme dans les émul-
seurs, les pulsomètres, les injecteurs, les éjecteurs, les fire hydrants, etc.

Nous nous rapprocherons autant que possible de cet ordre d'idées, qui
nous semble se prêter mieux au but que nous poursuivons, mais sans nous
obliger à rien de trop absolu, car ce mode de classification est encore bien im-
parfait puisque, par exemple, lutilisation d'une chute d'eau peut conduire à
l'emploi d'un bélier ou d'une pompe centrifuge et l'utilisation de la vapeur à
l'adoption de presque tous les systèmes de pompes.

INTRODUCTION XI

Aussi nous contenterons-nous de grouper ici tous les types qui par leur
fonctionnement se prêtent le mieux à être étudiés ensemble.

Le Chapitre 11 traitera donc des pompes à mouvement alternatif, com-
prenant les généralités et calculs y relatifs, suivis de la description de divers
types de pompes à bras, pompes à action directe, pompes à action indirecte.

Le Chapitre III comprendra les pompes à mouvement continu : rotatives,
centrifuges, hélicoïdes.

Le Chapitre IV passera en revue les pompes employant comme force
motrice un fluide en mouvement, et nous distinguerons deux classer, suivant
que le fluide est un liquide ou un gaz. Nous aurons ainsi dans la première
les béliers, les machines à colonne d'eau ; dans la deuxième, les monte-jus,
pulsomètres, émulseurs.

Enfin, dans le Chapitre V, nous réunirons ensemble quelques appareils
qui, bien que rentrant dans Tune ou Tautre des classes précédentes, pré-
sentent des caractères tels qu'ils forment un tout dont l'étude sera plus com-
mode en les écartant des classes auxquelles ils appartiennent.

Je tiens, en terminant, à adresser ici tous mes remercîments à M. Gus-
tave Richard qui, avec sa bonne grâce habituelle et son érudition bien
connue, a mis à ma disposition tous les documents dont j'ai pu avoir besoin
et dont les conseils éclairés ne m'ont jamais fait défaut.

TABLE DES MATIÈRES

CHAPITRE PREMIER

Généralités.

I. — Principes oénêrauz d'hydraulique. 1
H. — Généralités 8UR les pompes et leur fonction-

HEUEKT. TRAVAIL. DÉBIT. RENDEMENT. 1

m. — Rbnsbionements Généraux sor les mécanismes

ET LES FLUIDES INTERMÉDIAIRES. — UniTÉS. Il

IV. — Généralités sur les moteurs animés et les

MOTEURS utilisant LES FORCES NATUBKLLES, TELLES
QUE LE VENT ET l'eAU. 17

V. — Moteurs thermiques. 27

VI. — Moteurs électriques. 47

VII. — Elévation de l'eau par transport. 35

Baquetage 55

Ecope 55

Ecope hollandaise 55

Seau à bascule 55

Picotah 56

Manège des maraîchers 56

Puits à seaux ge

Elévateur Chêne 57

Chapelet incliné 58

Chapelet vertical 59

Chapelet à adhérence 59

Norias 60

Pompe Lemaire ;.. 60

Vis d'Archimède 61

Vis de M. Letellier 63

Roues élévatoires à augets et à tympan. . . 63

CHAPITRE II

Pompes à mouvement alternatif.

I. — Généralités.

Aspiration. Amorçage 66

Travail moteur à fournir au piston 67

Influence de Tinertie '. 69

Réservoirs d'air 70

H. — Pompes a bras.

Pompes de ferme Jacob et Becker 76

— à double effet Amos et Smith 76

— à balancier Czermack 77

— Audemar-Guyon 78

— Ward 79

— à manivelle de Rycke 80

— James Watson 82

-— à vins Delpeyrou «3

— à diaphragme Fosbery 84

— à membrane Max Brandenburg.. . 85

— Durozoi 86

à piston captant Montrichard 87

III. — Pompes a action directe.
Première catégorie.

Pompes Merryweather 89

— Tangye 00

— Ilayward-Tyler 91

— Walker 92

— Pickering 92

— Stapfer 93

— d'égout de Pullman City 93

— Tangye-Floyd 94

— Nicolas Roser 95

— Nicol 97

— Manistee 99

— Oddesse 101

— Hall 104

— Hahn 105

— Robinson 106

— Durozoi 109

XIV TABLE

Deuxième catégotHe,

Pompes Earle

— Lee-Mcueline

— Cameron

— Silver

— Belleville

— Blake

— Hall

— Kennedy

— J. Weir

— duplex à double plongeur Gordon

et Maxwell

— de rimperial Institute

— J . A. Groshom

— L. d*Auria

— Fournie r et Cornu

— Worthington

Troisième catégorie.

Pompes à, air chaud Ericsson

Rider

Pompes à moteur à pétrole Japy

IV. — Pompes a action ikdikegte
A. — Pompes verticales.

Pompes de Chiswick

— de Selly Oak

— de Luton

— de Buda-Pest

— de Whitacre

— de Middlesex

-- de la station de Streatham

•— de Lawrence

— d'Eastbourne

— de Kimberley

— Gaskill de Kalamazoo

— de Hartlepool

— Gaskill à triple expansion

— de Waltham Abbey

— Dubuc de Saigon

— Reynolds d' AUeghay

— J . Croxall Brooks

— de Leicester

^ de Colchester

DES MATIERES

111
111
111
111
112
116
120
122
123

127
121
128
131
134
136

151
153
155

157
159
161
163
166
167
168
170
174
174
174
177
178
179
179
181
183
185
186

Pompes de Hereford 187

— de Gleveland 188

— de Milwaukee 189

— Ezra E. Clarke 190

— de Weston-super-Mare 192

— A. Smithwick 193

— de Boston 194

— de Dresde 197

— à triple expansion de Davey 197

— Holman frères 201

B. — Horizontales à commande à
ou hydraalique.

vapeur

Pompes Martin 203

— Gaskill de Saratoga 204

— d'accumulateur de Buenos- Ayres. 207

— de Kimberley 208

— Browne et Boby 210

— de Yokohama 213

— de Prague 214

— d'Eaton 215

— à engrenages Hayward Tyler 216

~ de Stocktoa-on-Tess 217

— Maxwell 219

— d'East-London 220

— de TArsenal de Woolwich 221

— deWidnes 222

— de Rotterdam 223

— Audemar et Guyon 224

— Baillot et Gronier 228

— Decoudun à courant continu 229

— Dumontant 230

— d'épuisement de mine de Bascoup. 238

G. — Pompes à grande vitesse pour commande
électrique.

Pompes Pinette à trois corps

— d'épuisement des mines d*Anzin.

— G«meiG'*

~ Jandin

— d'épuisement Galland

— Ehrardt et Schmer

— Fafeur

— Riedler à grande vitesse

240
241
245
246
253
257
260
264

CHAPITRE m

Pompes à moayement contiiin.

1. — Pompes rotatives.-— Considératiors
oi^néraleb.

A. — Pompes rotatives à un seul axe.

Pompes Houyoux 270

— Erémac 271

— Moret et Broquet 271

Pompes Samain 272

— Rouffet 272

— Brédo 273

— Vialatte 273

— « Comète » Bartrum et Powell 274

— à rouleau trèfle 275

— Ortmans 275

— & piston tournant de Peck 276

TABLE DES MATIÈRES

Oddie 277

Klein, Schmoll et Gartner 280

B. —■ Pompes rotatives à plusieurs axes.

Pompes de Servière 280

— Behrens 281

— «Tambour» Johnson 283

— Stewart 283

— Morgan 283

— PitÛn 285

— Roots 286

— Thwaites 288

— Greindl 291

— Klein 293

— Baker 296

— Noël 296

H. — Pompes centrifuges.
A. — Considérations sur les pompes centrifuges.

Rendement mécanique 297

Hauteurs perdues. Hauteurs créées 297

Résistance mécanique intérieure 298

Orifice de passage 298

Résistance mécanique extérieure 298

Ouverture extérieure 298

Influence de la vitesse périphérique 299

Ouverture réduite 299

Pouvoir débitant. Pouvoir manométrique. 299

Conclusions 300

B. — The'orie des pompes centrifuges. 301
C — Différents types de pompes centrifuges.

Pompes Le Demours 306

— Ducrest 306

— Appold 306,

— Gwynne 307

— Harant 309

— Allen 310

— Dumont 312

— Decœur 318

— Nézeraux 320

— Pilter 323

-- Averseng 324

— Seitz et Park. 324

— Hawley 326

— Farcot 326

Pompe-turbine Mather Reynolds 335

Pompe Schabaver 337

— Courtois 341

— Dujardin 343

— Bemouilli-Barlow 343

— Tangye 344

— Pinette 345

— Râteau 347

Pompes hélicoïdes.

Pompes à spirale 358

— Thiéry 359

— Shaw 360

— Grulet 361

— Desgoffes et de Georges 361

— Houyoux 362

CHAPITRE IV
Pompes employant comme force motrice raction d'un fluide en mouYement.

— Le FLIIDE EST Uîf LlQl IDE.

A. — Béliers.

1* Utilisation d'une chute d'eau :

Bélier Whitehurst

Bélier de Montgolfier

Description du bélier

Fonctionnement

Théorie du bélier hydraulique

2» Différents types de béliers :

Béliers BoUée

— Hermann Fischer

— Hett

— à triple effet Du rozoi

— Pearsall

— Schabaver

— à double effet Durozoi

— Decœur

— Hett

Bélier-pompe à piston différentiel Du-
rozoi

Béliers Rife

— Dorniag

— Gelly

363
364
364
364
365

372
373
374
374
375
378
379
380
382

384
385
386
387

B. — Machines à colonne d'eau.

Hydroélévateur Durozoi 388

Pompe Evans et Hopwood 391

Machine à colonne d eau verticale à simple

effet de Reichenbach 392

Machine à colonne d'eau à double effet Hil-

— — lenbrand 393

— — Bannlnger 395

— — verticale à simple

— — effet Juncker... 396

— — Hawthom, Davey

— — et Co 398

— — horizontale à dou-

— — ble effet Roux.. 400

— — Weather head .... 402
Machine d'épuisement à colonne d'eau

Kaselowsky 403

Pompe triplex du puits Brommerbank 404

Machine à colonne d'eau Hayward Tyler.. 418
Machine hydrostatique élévaloire de M. Sa-

main 418

G. — Electeurs à eau et fire-hydrants.

Théorie des éjccteurs à eau :

Ejecteur hydraulique 422

XVI

TABLE DES MATIÈRES

Ejecteur des mines de Ghestatee 423

— Melcher 424

Elévateur-éjecteur 425

Fire-hydrants : Greathead 427

— de Halifax 427

— Loetser 428

— Meller 429

11. — Le fluide moteur est un gaz.

A. — Le gaz agit par sa pression.

Monte-jus 429

Pulsomètre à air comprimé Laurent 430

— — Kestner 431

— — Salmson 432

— — Montrichard . . 433
Pulsomètre à vapeur. Théorie. Rendement. 437
Pulsométres de Hall 439

— ilodgkin et Newhaus 440

— Ritter 441

— Van den Rerkhove 441

— Koerting 441

— Roivin 442

— O.Georges 443

— Waterspout 444

— Greeven 444

— Rretonnière 445

— Fishcr 446

— Shonike 447

— Winkelmann 447

— Relais de pulsométres 447

— Le Siriiis 448

— Emerson 449

B. — Le gaz agit par sa vitesse.
Injecteurs et Ejecteurs.

Injecteurs Gitl'ard 449

— • Sharp et Stewart 451

— Shaw 452

— Dickson 452

— Gresham et Graven 453

— Rue 455

— Sellers 455

— Friedmann 456

— Pattinson 458

— à vapeur d'échappement 459

— universel Koerting 460

Ejecteur Morton 461

Ejecto-condenseur Morton et Thomson. . . 462

Ejecteur Friedmann 463

Essais d'injecteurs • , 463

G. — Le gaz agit par mélange et entraînement.

Généralités sur les émulseurs 467

Emulseurs refoulant Laurent 467

— aspirant de Zambeaux 468

— Pohlé 468

— Ghapman 469

— de la Pneumatic Engineering Co. 470

— Bacon 472

— Church 473

Pompe Mammouth 475

Emulseurs de la Pneumatic Engineering Go. 475

— Durozoi 477

— Lcyner 480

— Haas 480

— Mitchell 481

— Automatique 482

CHAPITRE V
Pompes poar usages spéciaux.

1. — Pompe a incendie.

Généralités 484

Pompe à incendie à bras 485

A. — Pompe à incendie à vapeur.

Pompes Thirion 487

— Ahrens 491

— Silsby 493

— Button 495

— Clapp et Jones 496

Essai <Ie pompe Silsby et Glapp et Jones. . 498

Pompes Fox 499

— Webber 500

— Remington 500

— Merryweather 501

— Strand, Mason et Gie 505

— Tarr 511

— Dowson Taylor à mise en marche

automatique 513

— Ludwigsberg 514

B. — Pompes à incendie électriques.

Généralités 515

Pompe Dymond 517

G. — Pompe à incendie à pétrole.

Pompe à incendie automobile Porteu-

Gambier 518

II. — Bateaux a incendie.

Généralités 519

Bateau à incendie Strand et Mason 520

— — de Boston 522

— — du Port de New- York.. 526

III. — Pompes a puits a pétrole.

Généralités 527

Pompes Garbutt 527

- Wright 528

LES POMPES

CHAPITRE I
GÉNÉRALITÉS

I
PRINCIPES GÉNÉRAUX D'HYDRAULIQUE

Suivant Résal, THydraulique est une science d'application qui repose à la fois
sur les principes immuables de la Mécanique et sur certaines hypothèses auxquelles
on a été conduit par Tobservation et grâce auxquelles on peut résoudre les questions
proposées et expliquer les faits constatés.

Elle comprend deux divisions principales : l'hydrostatique et Thydrodynamique.
La première traite des fluides à Tétat de repos ; elle est de beaucoup la plus connue,
et, comme nous nous occuperons surtout des fluides en mouvement, nous abordons
immédiatement l'Hydrodynamique dont c'est l'étude.

MouTement permanent. — Le mouvement des fluides est permanent ou varié ; on
s'occupe principalement du premier, c'est-à-dire de celui dans lequel toutes les molé-
cules, passant en un même point de l'espace, ont en ce point la même vitesse en gran-
deur et en direction.

L'ensemble de toutes les molécules situées à un instant donné sur une trajectoire
déterminée constitue un fliel.

Hypothèse des tranches. — On admet que toutes les molécules, qui se trouvent
à un instant donné comprises entre deux sections infiniment voisines, ne cessent pas
de se trouver entre deux sections de cette nature dans la suite du mouvement. Ceci
est vrai seulement pour les tuyaux de petite section, mais inexact pour les canaux de
grandes dimensions.

Deuxième hypothèse, — Lorsqu'un fluide se meut par filets liquides d'un
mouvement rectiligne et uniforme, la pression intérieure est la même qu'à l'état
statique. On étend cette hypothèse au cas du mouvement varié à accélération faible.

Hypothèse de la fluidité parfaite. — On suppose pour la facilité des calculs que

LIS P0MPI8. i

2 (iENKRALlTES

Ton s'occupe toujours de liquides de fluidité parfaite, c'est-à-dire non visqueux. On
introduit ensuite des termes correctifs, tenant compte de la viscosité.

Équation de continuité. — Soit (o la section en un point donné d'un filet fluide
en mouvement et t? 1 1 * itesse du liquide en ce point; le débit par seconde sera :

Q = lûv.

Le mouvement étant supposé permanent, nous aurons de même dans une autre
section de ce filet :

Q' = (oV.

Étant admises la conservation des tranches et Tincompressibilité du liquide, nous
aurons Q = Q', et Téquatiou

Q = ù)t? = <dV

est dite équation de continuité.

Pressions exercées par un liquide en mouvement permanent. — Un liquide en
mouvement permanent exerce sur les parois qu'il baigne et sur ses propres molé-
cules des pressions de deux natures : les unes statiques, dues à la position du point
considéré dans l'espace et dans le sein de la masse liquide, les autres dynamiques,
dues au mouvement même du liquide.

Nous évaluerons toutes ces pressions, quelle que soit d'ailleurs leur nature, en
colonne du liquide considéré; c'est-à-dire qu'elles seront représentées par les hauteurs
des colonnes liquides ayant pour base Télément considéré, et exerçant sur cet élé-
ment des pressions équivalentes.

Théorème de D. Bernouilli. — Si on admet l'équation de continuité et la non-vis-
cosité du liquide, le théorème de Bernouilli peut s'examiner comme suit :
Soient :

GT, le poids spécifique du liquide ;

V, la vitesse en un point donné du filet liquide considéré ;
p, la pression en ce point ;

z, la hauteur de ce point au-dessus du plan origine arbitrairement
choisi ;

on aura la relation

l+£+'=;^"

qui peut s'énoncer ainsi : Dans un fluide non visqueux en mouvement, et tout le long
d'une même trajectoire, la hauteur due à la vitesse, le niveau piézométrique et l'alti-
tude forment un total constant.

Nous insisterons sur ce théorème absolument fondamental en hydraulique.

On voit que — représente en hauteur liquide et d'après nos définitions la pres-
sion dynamique exercée par le liquide sur lui-même, tandis que ^ représente de la
même manière la pression statique.

FiG. 1.

PRINCIPES GÉNÉUAUX DMI YDH AULIQUE 3

On peut représenter graphiquement ce théorème : la ligne AA' {fig. 1) est la tra-
jectoire. La ligne BB' est obtenue en portant les valeurs de ^ en ordonnées au-dessus

de AA'. La ligne CC dite ligne de charge
est donc dans un plan horizontal dit plan
de charge.

Nous définirons charge en un point

la valeur - + â~* C'est, exprimée en hau-
teur du liquide considéré, la pression to-
tale exercée en ce point.

Théorème de Bernouilli dans le cas
du m<m7ement relatif. — M. llnspecteur
général Haton de la Goupillière donne

dans son Cours une application des plus intéressantes du théorème de Bernouilli au
cas du mouvement relatif d'un liquide animé d un mouvement de rotation autour
d'un axe.

Si to est la vitesse relative sur la trajectoire, et u la vitesse d'entraînement,
on a :

C'est-à-dire que le théorème de Bernouilli s'applique dans ce mouvement relatif
comme dans le mouvement absolu, à condition d'introduire la vitesse d'inertie
d*entraînement.

Vitesse d'écoulement des fluides. — La considération du théorème de Bernouilli
arrive à nous donner l'expression de la vitesse y en fonction de la pression absolue,
qui agit sur la masse fluide considérée. On arrive à la formule très connue :

Débit. — Le débit d'un orifice est évidemment le produit de la section de cet
orifice par la vitesse d'écoulement :

Q = S . I?.

Cette valeur de Q représente le débit théorique. L'expérience prouve que, dans
la plupart des cas, le débit réel, c'est-à-dire la quantité d'eau qui s'écoule réellement
pendant Tunité de temps, est inférieur à Q, et cela dans des proportions qui varient
avec la forme des orifices.

L'observation a fait reconnaître que cette réduction de la valeur du débit était due
à la diminution de section que subit la veine fluide dans l'orifice ou dès sa sortie. Ce
phénomène est connu sous le nom de contraction.

Le rapport de la section de la veine « à la section de l'orifice S est le coefficien
de contraction >77. On a donc :

S =: m • ^.

TABLE DES MATIÈRES

CHAPITRE PREMIER

Généralités.

1. — Principes GÉNÉHACx d'hydraulique. 1

II. — Généralités BUR les pompes et leur fonction-
NEMEKT. Travail. Débit. Rendement. 1

m. — Renseignements généraux sur les mécanismes

ET LES KLUIDES mTERMKDiAIRES. — UnITÉS. H

IV. — Généralités sur les moteurs animés et les

MOTEURS utilisant LES FORCES NATUBRLLES, TELLES
QUE LE VENT ET L*EAU. 17

V. — Moteurs thermiques. 21

VI. — Moteurs électriques. 47

VII. — Elévation de l'eau par transport. 35

Baquetage 55

Ecope 55

Ecope hollandaise 55

Seau à bascule 55

Picotah 56

Manège des maraîchers 56

Puits à seaux 56

Elévateur Chêne 57

Chapelet incliné 58

Chapelet vertical 59

Chapelet à adhérence 59

Norias 60

Pompe Lemaire ; . . 60

Vis d'Archimèdc 61

Vis de M. Letellier 63

Roues élévatoires à augets et à tympan. . . 63

CHAPITRE II

Pompes à mouvement alternatif.

I. — Généralités.

Aspiration. Amorçage 66

Travail moteur à fournir au piston 67

Influence de l'inertie! 69

Réservoirs d'air 70

II. — Pompes a bras.

Pompes de ferme Jacob et Becker 76

— à double effet Amos et Smith 76

— à balancier Czermack 77

— Audemar-Guyon 78

— Ward 79

— à manivelle de Rycke 80

— James Watson 82

— à vins Delpeyrou 83

— à diaphragme Fosbery 84

— à membrane Max Brandenburg.. . 83

— Durozoi 86

à piston captant Montrichard 87

III. — Pompes a action directe.
Première catégorie.

Pompes Merryweather 89

— Tangye 90

— Hayward-Tyler 91

— Walker 92

— Pickering 92

— Stapfer 93

— d'égout de Pullman City 93

— Tangye-Floyd 94

— Nicolas Roser 95

— Nicol 97

— Manistee 99

— Oddesse 101

— Hall 104

— Ilahn 105

— Robinsou 106

— Durozoi 109

(;ÉXKRALÏTi:S

pour ceux ayant un dépôt intérieur :

J = 6,4846 ^ Q2,

avec:

h^ = 0,000 507 +

0,000 012 94
D

6^ Enfin Maurice Lévy a donné pour l'expression de cette perte de charge dans
les très longues conduites, dans le cas où Ton a besoin d'exactitude :

J =

M^o)»

avec :

M3^20,5V/R(1 + 3\/R),
R étant le rayon moyen ci-dessus défini.

Influence des coudes dans les tuyaux. — Si on admet que la section du tuyau ne
varie pas, on peut considérer le cas d'un coude à angle vif, et le cas d'un coude

raccordant d'une manière continue deux portions d*un
même tuyau.

i® Si on considère le coude vif d'angle a {fig. 2),
la vitesse u avant le coude subit une perte égale à

2mj cos 5? et la perte de charge est alors :
^ • 4uî . cos» l

FiG. 2.

2® Si on considère deux branches d'un même tuyau réunies par un raccord
circulaire, on peut appliquer l'une des deux formules suivantes dans lesquelles :

u^ est la vitesse du liquide en mètres par seconde;
R, le rayon de la section du tuyau en mètres ;
r, le rayon de l'arc moyen du raccord ;
Cy la longueur de l'arc moyen du raccord.

A la suite des expériences de Dubnat, faites seulement sur des tubes courts,
Navier a donné la formule suivante :

Perte de charge = ^ (0,0039 + 0,0i86r) -^^.
Ig r

Résal a été amené par le calcul à une formule plus simple :

u^ R^
Perte de charge = ^ X t-;^'

D'une manière générale, on peut négliger l'influence d'un coude lorsque
sou rayon r égale au moins vingt fois le rayon R de la section du tuyau.

r.ÉNl^RALITTÎS SUR LES POMPES ET LEIR FONCTIONNEMENT 7

aÉNÉBALITÉS SUR LES POMPES ET LEUR FONCTIONNEMENT

On donne le nom de pompe à toute machine destinée à déplacer les liquides ou
les fluides en général. On peut, tout en conservant à cette désignation un sens encore
très étendu, dire qu'une pompe est un appareil dans lequel Ténergie dépensée est
employée adonner naissance à une différence de pression entre sa capacité intérieure,
nommée corps de pompe^ et une autre capacité, de façon à ce qu'il en résulte un
mouvement du fluide que contient Tune d'elles vers celle où règne la pression la
moins élevée.

Suivant que le corps de pompe joue le rôle de capacité à basse ou à haute
pression, les phénomènes produits prennent le nom d'aspiration ou de refoulement.

Dans les deux cas, un dispositif spécial empêche le retour en arrière du fluide
déplacé.

Ceci dit, nous classerons comme pompes tous les appareils dont le fonctionne-
ment donnera lieu à Tune au moins des deux phases énoncées, tels que les
pulsomètres^ les béliers^ les éjecteurs^ les ventilateurs et les machines pneumatiques ,

Nous exclurons ainsi les appareils, tels que norias, chapelets, vis d'Archi-
mède, qui produisent aussi bien l'élévation des solides que des liquides, mais cela par
transport.

FONCTIONNEMENT DES POMPES

Aspiration. — L'aspiration est la première phase du fonctionnement d'une pompe
ordinaire ; c'est celle qui se produit lorsque l'énergie dépensée est employée à pro-
duire dans le corps de pompe une pression inférieure à celle du réservoir avec
lequel il est en communication. L'eau de ce réservoir vient alors remplir le corps de
pompe.

Comme très fréquemment l'aspiration se fait dans des récipients ouverts à
Tatmosphère, il faut faire le vide dans le corps de pompe, pour qu'il y ait mouve-
ment du liquide.

On voit déjà clairement que, dans cette phase du fonctionnement, le seul but à
atteindre est de produire le vide dans le corps de pompe, aussi rapidement et aussi
complètement que possible.

Pour cela, les moyens varient avec les systèmes ; ainsi, dans les pompes à mouve-
ment alternatif, le vide est produit par le déplacement d'un piston ; dans les pulso-
mètres, on l'obtient par la condensation de la vapeur d'eau dans le corps de pompe ;
dans les injecteurs, il est dû à la dépression que cause autour de lui un courant de
vapeur passant dans un canal discontinu.

Il est bien évident que, si Taspiration se fait dans un réservoir fermé dont la

8 GÉNÉRALITÉS

pression est plus élevée que celle de Tatmosphère, ou dans un réservoir situé à une
altitude plus grande que la pompe, la différence de pression augmente d'autant plus
qu'on fait le vide dans le corps de pompe, et le mouvement du liquide se fait avec une
plus grande rapidité.

La vitesse que prend le liquide se déduit d'ailleurs de la formule générale :

dans laquelle :

A = Ho — H,

Hq étant la pression sur le réservoir d'aspiration,

et H, celle qui règne dans le corps de pompe quand on commence à faire
le vide.

La vitesse v varie pendant toute la durée de l'aspiration avec H.

Ainsi que nous l'avons dit, on place sur le conduit d'aspiration un obturateur
dont le but est d'empêcher le retour en arrière du liquide pompé.

Refoulement. — Le refoulement est le phénomène qui succède à l'aspiration ; il
lui est complètement identique : on crée dans le corps de pompe une pression plus
élevée que celle qui règne dans la capacité — appelée réservoir de refoulement —
avec laquelle il est en communication, et le liquide amené pendant l'aspiration prend
un mouvement d'autant plus accéléré que la différence de pression entre le corps de
pompe et ce réservoir est d'autant plus élevée. Cette différence étant exprimée en
hauteur de liquide par /f^, la vitesse du liquide sera :

Dans la plupart des pompes, la pression de refoulement varie pendant toute la
durée du phénomène ; il en résulte une variation de la vitesse t?^, qui donne naissance
à des chocs entre les masses liquides déplacées, et, par conséquent, à des pertes
d'énergie ; on diminue ces dernières par l'adjonction d'appareils auxiliaires, qui sont
généralement des réservoirs d'air sur lesquels nous reviendrons plus tard.

Il est absolument indispensable d'avoir, sur le canal de refoulement, un obturateur
automatique empêchant le retour du liquide en arrière.

Soupapes et clapets. — Les obturateurs en question sont nombreux et variés. Il
y en a deux grandes catégories : les clapets et les soupapes.

Les clapets sont, en général, constitués par une plaque métallique — bronze le
plus souvent — articulée à un axe fixe, et venant reposer sur une partie dressée du
canal à obturer nommée siège. Dans certains cas, pour éviter le bruit et pour assurer
l'étanchéité du joint quand l'eau contient des matières granuleuses en suspension, le
clapet est constitué par une feuille de caoutchouc ou de cuir tenue entre deux pla-
quettes métalliques dont l'une porte la charnière. Cette construction est particulière
aux pompes à eau froide ; mais elle ne saurait convenir pour l'eau chaude, qui durcit
le caoutchouc, ni pour le pétrole, qui le dissout.

Les soupajies sont des obturateurs à levée parallèle. Généralement elles sont for-
mées de disques en bronze portant en dessus*ou en dessous des ailettes prismatiques
en croix destinées à assurer le guidage en permettant le passage de l'eau.

GÉNÉRALITÉS SUR LES POMPES ET LEUR FONCTIONNEMENT 9

Le siège de la soupape peut être plan ou conique. Dans tous les cas, il est néces-
saire qu'il soit très bien ajusté pour être étanche. On obtient cette étanchéité par le
rodage, opération qui consiste à faire tourner la soupape sur son siège en y déposant
préalablement une petite quantité de potée d'émeri très fine; en produisant une
légère pression, on use par rotation les surfaces en contact. Certains constructeurs
produisent un rodage automatique pendant le fonctionnement de la pompe, en faisant
venir de fonte les soupapes avec des ailes hélicoïdales : le mouvement de l'eau leur
communique ainsi, au moment de la levée, un mouvement de rotation qui les empêche
de retomber toujours dans la même position sur leur siège. On prévient surtout de
cette façon les incrustations de matières étrangères dans les surfaces de joint. Il est
également de bonne précaution, dans la construction des soupapes, de donner au siège
une épaisseur suffisante pour permettre plusieurs rodages et, au besoin, une rectifica-
tion sur le tour.

Dans les constructions économiques et pour les faibles pressions, on emploie
avec succès des soupapes constituées par des boulets en caoutchouc vulcanisé guidés
par des cloches ajourées permettant le passage de Peau et limitant leur levée.

TRAVAIL DES POMPES

Le travail qu'ont à effectuer les pompes est fort variable ; les cas les plus com-
muns sont les suivants ou s'en rapprochent de très près :

1* Enlever Peau d'un endroit où elle gène et Pexpulser, comme dans Pépuise-
ment des mines, Passéchement des cales de navires, des bassins maritimes, des
marais, etc. ;

2** Élever Peau dans les réservoirs d'où elle se répandra par sa gravité aux
divers points où sa présence est nécessaire : distribution d'eau des villes ;

3° Transporter Peau d'un point à un autre en l'élevant ou non : arrosage, irriga-
tion, extinction des incendies;

4° Prendre l'eau en l'élevant, ou non, et là refouler à une certaine pression, soit
à Pair libre, soit dans un espace clos : pompes à incendie, pompes alimentaires des
générateurs à vapeur.

Dans tous les cas, un certain poids P de liquide devra être déplacé d'une hau-
teur H pendant l'unité de temps, et cela exige un travail évalué par :

T = P . H.

Débits. — On appelle débit théorique d'une pompe le volume engendré par
seconde par l'organe propulseur ; le débit réel est le volume de Peau montée ou dépla-
cée par seconde.

Rendements. — Le rapport entre les deux volumes définis ci-dessus est le ren-
dement en volume; il est généralement plus petit que l'unité, cependant il y a des cas
où il atteint et même dépasse i. Ceci paraît invraisemblable a priori^ mais résulte
de ce qu'au moment de l'aspiration la vitesse de l'organe propulseur a été suffisante
pour créer un fort courant de la masse liquide vers le corps de pompe, courant qui
maintient la soupape d'aspiration levée et permet à l'eau de passer pendant le com-
mencement du refoulement directement de l'aspiration au refoulement. On cite des
pompes Girard dont le rendement volumétrique était de 110 6/0.

10 GÉNÉRALITÉS

Le travail utile est le produit du poids d'eau réellement élevé par seconde par la
distance verticale mesurant Télévation [aspiration + refoulement).

Le rendement mécanique est alors le rapport entre le travail utile fourni par la
pompe et le travail développé par le moteur qui la conduit.

11 est beaucoup plus important à considérer pour le consommateur que le rende-
ment volumétrique ; c'est en effet lui qui rend compte de la manière bonne ou mau-
vaise dont est utilisée Ténergie fournie dont le prix est facile à calculer.

Dans de bonnes machines, il atteint 0,86; mais il est fréquemment plus bas.

Les pompes aspirante et foulante étant les types classiques de pompes, nous
allons donner, à titre d'exemple, les rendements donnés par Résal.

1® Rendement d'une pompe aspirante, — Il s'exprime par la formule

dans laquelle on a :

û, section du corps de pompe ;

«, épaisseur du piston ;

2Z, amplitude des oscillations du piston, hauteur du liquide dans le corps de

pompe au-dessus de la face supérieure du piston arrivé au point le plus

bas;
H, hauteur du niveau moyen du liquide dans le corps de pompe au-dessus du

niveau du réservoir d'alimentation ;
10, vitesse angulaire de la manivelle qui meut la tige de piston ;
a*, coefficient tenant compte des diverses pertes de force vive (frottements,

entrée de l'eau dans le corps de pompe, etc.), tel que la perte de force

vive totale soit (xH^ ;
<r, aire de la soupape du piston.

On voit que fx sera d'autant plus grand que (o et a seront plus faibles et que a
sera plus grand, c'est-à-dire que le rendement croît avec, les sections dans les ouver-
tures des soupapes et décroît lorsque la vitesse augmente.

2"* Rendement d'une pompe foidante, — Ce rendement a pour formule :

_ ^ 27rQ7H^ 1

H', hauteur à laquelle on doit élever l'eau au-dessus du fond du corps de

pompe ;
û', section contractée à son débouché ;
a'^, coefficient des pertes de forces vives.

Ganses des diminutions de rendement des pompes. — Ces causes sont nombreuses.
Les principales sont dues :

Aux frottements des organes composant la pompe ;
Aux frottements du liquide dans les conduits ;
A la mise en liberté de l'air distous ;

RENSEIGNEMENTS GÉNÉRAUX SUR LES MÉCANISMES H

A la vaporisation de leau dans le vide ;

Au travail absorbé par le déplacement du piston et des autres organes mobiles
(clapets, etc.);
Aux fuites ;
Aux perte» de puissances vives dues aux changements brusques de vitesses de

Teau.

III

RENSEIGNEMENTS OÉNÉBAUX SUR LES MÉCANISMES
ET LES FLUIDES INTERMÉDIAIRES

Frottement de glissement. — Si Ton considère deux corps glissant F un sur
Tautre, Texpérience conduit à admettre que la réaction tangentielle de Tun sur
l'autre est proportionnelle à la réaction normale correspondante et dirigée en sens
inverse de la vitesse relative des deux corps.

Soient T et N les réactions tangentielle et normale ; on aura :

T est, par définition, le frottement de glissement; /"est le coefficient de frotte-
ment ; f dépendra de la nature des deux corps, du poli de leur surface, de leur
lubrification, etc.

Les chiffres ci-après permettent de calculer les pertes ainsi produites ; ce sont
les moyennes des principaux résultats d'expérience de Coulomb et Morin sur la dé-
termination du coefficient de frottement de glissement.

SURFACES PLANES

Valeur de

A sec Humides Graisse renourelée.

Bois sur bois 0,45 0,25 0,07

Bois sur métal 0,36 0,24 0,07

Métal sur métal 0,18 — 0,08

Cuir sur bois 0,32 0,29 —

Cuir sur métal 0,56 0,36 —

Corde de chanvre sur bois. 0,50 — —

TOUBILLONS ET COUSSINETS

A sec Klal ordinaire onctueux. Graisse renouvelle.

Métal sur métal 0,10 0,10 0,05

Métal sur bois 0,19 0,10 0,05

Au frottement des organes de la pompe, il y a lieu d'en ajouter un autre tout

aussi important, qui est le frottement du liquide dans les tuyaux dont nous avons
déjà parlé.

GÉNÉRALITÉS

Solubilité de Fair dans Teau. — On a appris en physique (loi de Henry) que :
A une même température^ le volume gazeux^ mesure sous la pression finaîe, dissous
par Vunité de volume du dissolvant^ est indépendant de cette pression finale; mais il
suffit d'une faible variation de température pour permettre le dégagement d*air,
lequel, augmentant ensuite de volume pendant l'aspiration, à mesure que la pression
baisse, provoque une diminution de rendement volumétrique.

Cet air dégagé peut se cantonner dans certaines parties de la pompe et se redis-
soudre inopinément dans de Teau qui n'en contient pas, en occasionnant des chocs
et des remous. Cette solubilité gène encore au refoulement, lorsqu'il est nécessaire
d'employer des réservoirs d'air pour régulariser le mouvement de Teau, et exige une
pompe de compression dont le travail est sans effet utile au point de vue de la quan-
tité d'eau montée.

La solubilité de l'air dans l'eau est en moyenne de — > comme le montre le

tableau ci-dessous :

AIR DISSOUS PAR 1 LITRE d'bAU A LA PRESSION
DE 760 MILLIMETRES AUX DIFFÉRENTES TEMPERATURES

0"',(«47l

10"

0"',01953

0 ,02406

0 ,01916

0 ,02345

0 .01882

0 ,02287

0 ,01851

0 ,02237

0 ,01822

0 ,02179

0 ,01795

0 ,02128

0 ,01771

0 ,02080

0 ,01750

0 ,02034

0 ,01732

0 ,01992

0 ,01717

Vaporisation de Teau
dans le vide. — On a vu,
en physique, que l'eau
peut se vaporiser dans le
vide à la température de
0** et même plus bas. Si
donc on provoque un
vide môme imparfait, il
y a émission d'une cer-
taine quantité de vapeur
d'eau dont la pression
contrarie l'ascension de
l'eau restante. Cette va-
peur émise est d'autant
plus abondante et, par
conséquent, a une tension
d'autant plus forte que la
température du milieu est plus élevée. 11 n'est donc pas nécessaire d'avoir un vide

cenlùjrades

RENSEIGNEMENTS GÉNÉRAUX SUR LES MÉCANISMES

complet pour doQner lieu à ce phénomène, qui fait d'ailleurs qu'on ne peut aspirer les
liquides chauds. En effet, si un liquide est à une température de 40^, il est évident
qu'il suffira de produire une très faible dépression pour qu'il s'en vaporise une grande
partie. Le tableau suivant et la figure (p. 12) donnent des résultats d'expériences très
intéressantes à ce sujet.

TENSIONS EN MILLIMETRES DE MERCURE DE LA VAPEUR d'eAU
ENTRE — 5° ET + 35* C.

— 5"

3,131

5«

6,534

15"

12,699

25°

23,550

— 4

3,387

6,998

13,536

24,988

— 3

3,664

7,492

14,421

26,505

— 2

3,955

8,017

15,357

28,101

— 1

4,267

8,574

16,346

29,782

4,600

9,165

17,391

31,548

4,940

9,792

18,495

33,405

5,302

10,457

19,659

35,359

5,687

11,162

20,888

37,410

6,097

11,908

22,184

39,565

VOLUME, POIDS SPECIFIQUE ET TENSION ELASTIQUE DE LA VAPEUR D EAU
AUX DIFFÉRENTES TEMPERATURES DE 0° A 180°

TEMPÉRATURE

TENSION
en

ATHOaPHiRIS

PRESSION

B!f RtLOORAMIlKS

eentimètre carré

VOLUME

DI t mUWRAIIIIE

de Ttpeur

POIDS

DE 1 aèniB ctRe

de Tapeur

0°

166

0,006

205-«,222

0'»,005

18»

1
50

0,021

66 ,145

0 ,015

33»

0,051

27 ,852

0 ,036

4«»'

1
10

0,103

14 ,516

0 ,069

60»

0,206

7 ,583

0 ,132

65»

1
4

0,258

6 ,157

0 ,162

82»

0,516

3 ,227

0 ,310

92»

3
4

0,775

2 ,215

0 ,451

100»

1,033

1 ,696

0 ,591

112»

1,549

1 ,167

0 ,857

121»

2,066

0 ,895

1 ,116

128»

2,582

0 ,729

1 ,371

134»

3,099

0 ,617

1 ,620

140»

»l

3,615

0 ,534

1 ,866

GÉNÉRALITÉS

TENSION

PRESSION

VOLUME

POIDS

TEMPÉRATURE

ATM08PRÈRKS

r.1 XILOOIIAllMiLS

c«ntiinètr£ carr^

1>B 1 KILOORAUHK

de vapeur

DB 1 MÈTRE Ct'BB

de Tapeur

144°

4,131

0"",474

2»M08

148°

4,648

0 ,426

2 ,347

152°

5,164

0 ,387

2 ,584

156°

5,681

0 ,355

2 ,812

159°
165°
171°
176°
180°

6
7
8
9
10

6,197
7,230
8,263
9,300
10,330

0 ,328
0 ,285
0 ,252
0 ,227
0 ,206

3 ,051
3 ,509

3 ,971

4 ,408
4 ,848

D'après Résal, le poids spécifique et la pression de la vapeur d'eau saturée sont
liés de manière très satisfaisante par la relation :

Mp'",

dans laquelle :

p est le poids spécifique de la vapeur d'eau saturée ;
p, la pression exprimée en millimètres de mercure ;
M = 0,001164;
m = 0,943.

A ce sujet, on peut souvent avoir à passer d'une pression exprimée en colonne
de mercure à une pression exprimée en colonne d'eau. Le tableau suivant donne la
correspondance de ces expressions jusqu'à 1.000 millimètres d'eau.

MILLIMÈTRES

• KAC

MKHCORE

BAU

MERCLUK

EAU

MKRCURK

EAI'

MBRCl'RK

0,07

1,18

2,58

200

14,76

0,16

1,26

2,95

250

18,45

0,22

1,33

3,32

300

22,14

0,30

19 i

1,40

3,69

350

25,83

0,37

1,48

4,06

4(K>

29,52

()

0,44

1,55

4,43

450

33,21

0,52

1,62

4,80

500

36,90

0,59

1,70

5,17

550

40,59

0,66

1,77

6,54

600

44,28

0,74

1,84

5,90

H50

47,97

0,81

1,92

6,27

700

51,66

0,89

1,98

6,64

800

59,04

0,96

2,07

7,01

900

(J6,42

1,03

2,14

100

7,38

1000

73,80

1,12

2,21

150

11,07

UENSKIGNEMENTS GÉNÉUAUX SUR LES MÉCANISMES

L'eau, comme on le sait^se solidifie à 0** et entre en ébuUition à 100" à la pres-
sion atmosphérique.

La densité de la glace est Ofi'i ; celle de la vapeur d'eau est 0,624.

L'eau présente son maximum de densité à + 4°. Le tableau suivant donne la
densité de Feau et le volume du kilogramme aux différentes températures de -^ 5<*
ài00^

DEGRÉS

DEHSITÉ

VOLUME

DEGRÉS

DENSITÉ

VOLUME

— i>

0,9993

1"',0007

0,9882

1"',0H9

0,9999

1 0001

0,9838

1 0144

1,0000

1 0000

0,9834

1 0169

0,9997

1 0002

0,9807

1 0196

0,9992

1 0008

0,9779

1 0226

0,9983

1 0017

0,9750

1 0257

0,9971

1 0029

0,9719

1 0289

0,99S8

1 0043

0,9688

1 0322

0,9942

1 0058

0,9656

1 0357

0,9923

1 0077

0,9622

1 0393

tî)

0,9904

1 0097

100

0,9586

1 0431

Pertes de force vive. — Dans toutes les pompes, le liquide arrive toujours à la

sortie du tuyau de refoulement avec une certaine vitesse v ; la force vive - mv^ qui

en résulte reste donc absolument inutilisée. Il y a donc lieu de faire en sorte que v
soit aussi petit que possible.

A cette perte viennent s'ajouter celles qui sont dues aux changements de vitesse
que subit le fluide dans le corps de pompe, provenant de différences dans les sections
de passage, ou, comme dans les pompes à piston, des variations de vitesse de
Torgane propulseur. Dans ce dernier cas, elles sont très marquées, surtout si la
pompe n'a qu'un seul corps, car le piston passe deux fois par tour par une vitesse
nulle. On remédie partiellement à ces inconvénients en adoptant des dispositifs
spéciaux : réservoirs d'air, pompes à courant continu, etc., sur lesquels nous donne-
rons des détails plus loin.

UNITÉS

Au cours de cet ouvrage, nous aurons constamment à parler de machines mises
en œuvre par des moteurs. Il est donc utile de posséder h'S notions générales
relatives à ces derniers. Aussi nous condenserons en quelques pages les données
élémentaires indispensables qui ont Irait aux principaux d'entre eux, c'est-à-dire
aux :

Moteurs animés :

Moteurs à vent et moteurs hydrauliques;

Moteurs thermiques ;

Moteurs électriques.

16 GENERALITES

Rappelons d'abord les unités employées en mécanique en partant du système
C. G. S. (centimètre, gramme, seconde).

L'unité d'accélération est Taccélération d'un mobile animé d'un mouvement
uniformément varié, qui parcourt i centimètre par seconde. On la rapporte a l'accélé-
ration de la pesanteur, qui est à Paris :

g = 981 centimètres.

L'unité de force est le produit de l'unité de masse par l'unité d'accélération :
c'est la force qui communique une accélération de 1 centimètre par seconde à la

masse de 1 gramme; on l'appelle la dyne. Elle vaut — gramme.

L'unité de travail est le produit de cette dernière quantité par l'unité de longueur ;
c'est le travail accompli par une dyne déplaçant son point d'application de l'unité de
longueur suivant sa direction :

1 dyne X i cm. = 1 erg.

Ces unités sont trop petites pour être employées en pratique. On rapporte alors
les chemins parcourus au mètre et les forces au kilogramme.
Le travail correspondant au gramme-centimètre étant

981 dynes,
le kilogrammètre sera :

981 X 1.000 X 100 =: 981 X 10* dynes.

C'est, comme son nom l'indique, le travail développé par une force de i kilo-
gramme sur un chemin de 1 mètre.

Nous avons à introduire la notion du temps : l'unité de temps, en mécanique, est
la seconde.

Les unités de puissance sont le cheval-vapeur et le poncelet :

Le cheval-vapeur est le travail fourni par une force capable d'élever 75 kilo-
grammes à 1 mètre de hauteur par seconde ; c'est donc 75 kilogrammètres-seconde.

Comme le chiffre de 75 se prête peu aux transformations et aux calculs rapides,
on a adopté une nouvelle unité plus commode, le poncelet, qui vaut 100 kilogram-
mètres-seconde.

GÉNÉRALITÉS SUR LES MOTEURS ANIMÉS, ETC. 17

GÉNÉRALITÉS SUR LES MOTEURS ANIMÉS

ET LES MOTEURS UTILISANT LES FORGES NATURELLES

TELLES QUE LE VENT ET L'EAU

MOTEURS ANIMÉS

L'économie domestique, Tagriculture et la petite industrie utilisent encore beau-
coup, pour Télévation des eaux, la force de l'homme ou des animaux.

11 n'est donc pas sans intérêt de connaître quelques données sur les efforts et le
travail qu'ils peuvent fournir. Le tableau qui va suivre donne quelques indications,
qui sont des moyennes d'observation.

V est la vitesse moyenne en mètres du point d'application de l'effort moteur ;
P est la valeur moyenne en kilogrammes de cet effort estimé, suivant la direc-
tion de V ;
T est la durée du travail journalier en secondes, déduction faite des repos.

Le travail journalier est en kilogrammètres :

G = V . P . T.

11 est bon de noter que V, P, T sont les limites que peut atteindre le moteur
animé, mais qu'il n'y a pas intérêt à les lui demander la plupart du temps ; ce qu'il
faut, puisque c'est la fatigue que l'on paye, c'est rendre le produit P . V . T maximum
à égalité de fatigue.

Les valeurs à choisir pour P, V, ï en pratique sont donc celles qui correspondent
au maximum d'effet utile, et il y a ainsi intérêt à ne faire travailler que neuf heures un
moteur animé qui peut travailler dix-huit heures, s'il fournit son maximum de rende-
ment pour T =r 9 heures.

Remarquons, enfin, que, si les moteurs animés ne peuvent travailler que d'une
façon discontinue, la fatigue les obligeant à des arrêts plus ou moins prolongés, ils
ont l'avantage de pouvoir, pendant un temps plus ou moins court, faire varier beau-
coup V ou P en maintenant le produit S> sensiblement constant. C'est là un avantage
appréciable dans quelques cas particuliers.

LES POUPES.

(iEiXÉRALITKS

QUANTITES DE TRAVAIL JOURNALIBR QUE PEUVENT FOURNIR, EN DIVERSES CIRCONSTANCES,

LES PRINCIPAUX MOTEURS ANIMES

NATURE DU TRAVAIL

I. — Élévation verticale des fardeaux.

Un homme montant une rampe douce ou un
escalier sans fardeau, son unique travail ser-
vant à élever son corps

Un homme élevant des poids avec une corde et
une poulie, ce qui Toblige à faire descendre
la corde à vide

Un homme élevant des poids en les soulevant
avec la main

Un homme élevant des fardeaux en les portant
sur son dos en haut d'une rampe ou pente
douce et revenant à vide

Un homme élevant des fardeaux en montant rampe
au 1/12 avec une brouette et revenant à vide .

Un homme élevant des terres à la pelle à la hau-
teur de 1",60

II. — Action sur les machines-outils.

Un homme agissant sur une roue à chevilles ou à

tambour : 1* Au niveau de Taxe

2® Vers le bas de la roue

Un homme marchant, poussant ou tirant hori
zontalement d'une manière continue ....

Un homme agissant sur une manivelle ....

Un homme exercé poussant et tirant alternati-
vement dans le sens vertical

Un cheval attelé à une voiture au pas

— — — au trot

— — à un manège au pas

— — — au trot

Un bœuf attelé à un manège au pas

Un mulet — — —

Un âne — — —

ITI. — Transport horizontal des fardeaux.

Un homme marchant sur un chemin horizontal
sans fardeau, son travail consistant seulement
à déplacer son corps

Un homme transportant des matériaux dans une
charrette à deux roues et revenant à vide. .

Un homme transportant des matériaux dans
une brouette et revenant à vide

Un homme portant le fardeau sur son dos . . .

Un homme portant le fardeau sur son dos et re-
venant à vide chercher de nouvelles charges.

Un cheval au pas tirant une charrette chargée.

Un cheval au trot tirant une charrette chargée.

Un cheval au pas transportant des fardeaux
dans une charrette et revenant à vide chercher
un nouveau chargement

Un cheval au pas chargé sur le dos

— au trot —

ÎFFORT

ËXEnCB

kilogrs)

18
20

65
60
2,7

60
12

6
70
44
45
30
60
30
14

100

60
40

65
700
350

700

120

VITESSE
V

(métrés)

0,15

0,20
0,17

0,04
0,02
0,40

0,15
0,70

0,60
0,75

0,75
0,90
2,20
0,90
2,00
0,60
0,90
0,80

1,50

0,50

0,50
0,75

0,50
1,10
1,20

0,60
1,10
2,20

TRAVAIL
pari"

(kgrm)

9,75

3,6
3,4

2,6
1,2
1,08

9,0
8,4

7,2
6,0

4,5
63,0
96,8
40,5
60,0
36,0
27,0
11,2

97,5

30
30

32,5
770
420

420
132
176

DURÉE
du

TRAVAIL

journalier
(heures)

6
6

10
10

8
8

10
10

4,5

10
10

6
10
4,5

QUANTITE
de

TRAVAIL

iournalier
(poncelfls'

2.808

778
734

562
432
389

2.592
2.511

2.074
1.728

1.620
21.680
15.682
11.664

9.724
10.368

7.778

3.225

35.100

18.000

10.800
7.560

7.020

277.200

68.040

151.200
47.520
44.350

(iÉNÉH ALITÉS Slli LES MOïEUnS ANIMÉS, ETC. 19

MOULINS A VENT

Les moulins à vent sont, après les moteurs animés, ceux qui ont été les premiers
appliqués à Télévation de Teau. C'est encore un de leurs principaux emplois.

On peut les classer en deux catégories : les moulins hollandais et les moulins
américains ou turbines atmosphériques.

Les premiers nous viennent d'Orient et ne furent introduits dans nos régions
qu'après les Croisades. Leur disposition est bien connue : ils consistent en quatre
ailes montées en croix sur un axe horizontal et faisant un certain angle avec le plan
de rotation. Cet axe est porté par une charpente pouvant tourner autour d'un axe
vertical de manière à pouvoir toujours présenter le plan de rotation des ailes norma-
lement à la direction du vent. Cette orientation peut se faire automatiquement.

Dans les moulins américains, les ailes, plus nombreuses, couvrent toute la surface
décrite par la partie utilisable de la roue ; aussi, à puissance égale, leur diamètre
extérieur est beaucoup plus petit que celui des moulins hollandais. Cette réduction
de diamètre a également pour avantage de faciliter la désorientation du moulin
lorsque la vitesse du vent devient trop grande ; dans ce cas, en effet, il est nécessaire
de faire tourner les ailes de manière que leur plan se trouve dans la direction du
vent, et on comprend que l'effort pour produire cette manœuvre est d'autant plus
faible que la longueur des ailes est plus petite.

La vitesse du vent nécessaire à la bonne marche est de o à 7 mètres par seconde ;
dans certains systèmes bien construits, la désorientation ne se produit que lorsque
cette vitesse atteint 9 mètres. Le travail fourni est alors plus grand et compense
l'excès du prix d'achat.

La puissance d'un moulin à vent peut se déterminer par la formule :

N = -^ kilogrammètres-seconde,

s étant la surface totale de la partie utilisable des ailes en mètres carres ;
M, la vitesse du vent en mètres par seconde.

En chevaux-vapeur de 75 kilogrammètres, on a :

N' = 0,004dSu3,

et en poncelets :

N" = 0,0033Sw'.

Cette formule est assez employée en France.

Le rendement de ces appareils est mauvais ; cependant on n'a pas trop à en tenir
compte, puisque la puissance motrice ne coûte rien.

Voici un tableau qui donne quelques chiffres sur des appareils de faible puissance
du type américain « Corcoran », assez répandu aux Etats-Unis. Nous les empruntons
à M. Wolff, l'auteur de nombreux mémoires et essais dans la matière. M. Wolff a
supposé pour leur établissement une vitesse moyenne de vent de 7 mètres à la seconde
pendant huit heures par jour, soit 2.9iO heures par an.

GÉNÉRALITÉS

PUISSANCE

DÉPENSE PAR HEURE BE TRAVAIL

DIAMÈTRE

PUISSANCE

PRIX

P0NCBLBT8

intrkSts

OÉPRéCIATIOKS

LA ROUB

8 heures

pendant
8 heures

des moteurs

et des
constructions

et
réparations

SDR-

HCILR

TOTAL

CBtVAL-

POXCBLET-

par jour

à 5 0/0 du
prix d'achat

5 0/0 du
prix d'achat

VBILL4NCE

HEUSB

HEIiaF.

mètres

centimes

reotimes

2,60

0,04

0,03

l,2o

1,23

0,30

0,20

3,00

75.0

100,0

3,0()

0,12

0,09

1,50

0,30

0,20

3,50

29,0

38,6

3,65

0,21

0,157

1,80

0,30

0,H)

4,10

19,5

26,0

4,25

0,28

0,21

3,75

3,73

0.30

0,33

8,15

29,0

38,6

4,85

0,41

0,307

3,75

5,75

0,30

0,33

12,15

29.5

39,4

5,50

0,61

0,45

6,«3

6,85

0,30

0,33

14,33

23,0

30,6

6,00

0,79

0,58

8,50

0.30

0,50

17,80

22,5

30,0

7,60

1.34

1,00

10,25

0,30

0,50

21,30

15,0

20,0

Le mouvement des moulins peut être transmis aux pompes de différentes façons
Dans certains cas, Tarbre portant les ailes est un arbre-manivelle, et une longue
bielle donne le mouvement à la tige du piston ; on ne peut sur ce dispositif atteler
que des pompes à piston et à simple effet, dont le refoulement s'effectue pendant la
course de bas en haut, de façon que la bielle ne travaille qu'à la traction ; le travail
à la compression occasionnerait des flambages de la bielle et nécessiterait une sec-
tion plus forte.

Une transmission par engrenages permet Temploi de pompes à double effet ;
son rendement se trouve un peu diminué, mais on peut ainsi réduire les dimensions
de la pompe pour un même débit.

Dans le cas où les pompes ainsi actionnées refoulent dans un réservoir, on munit
le moulin d*un dispositif permettant la désorientation automatique lorsque le réser-
voir est plein ; cette automaticité s'obtient toujours par un flotteur.

Enfin, les moulins de grande puissance sont munis d'appareils de régulation^
de freinage et de désorientation progressive, dont l'étude ne saurait trouver
place ici.

Notons seulement, pour terminer, qu'étant données les conditions économiques
de marche des moulins à vent, ils sont tout indiqués pour les petites exploitations
surtout agricoles, et qu'ils y ont pris un grand développement, même depuis ces der-
nières années. C'est ainsi qu'aux Etats-Unis on en comptait environ 500.000 en
1893. Ils ont trouvé leur application principalement dans le drainage, l'irrigation,
la distribution d'eau dans les villages, les cultures agricoles et maraîchères, etc.

MOTEURS HTDRÂUUQUES

Si nous exceptons les machines à colonne d'eau et les béliers, les moteurs
hydrauliques sont rarement employés pour actionner directement les pompes.
Cependant l'énergie qu'ils recueillent, transformée et transportée aisément par les
installations électriques, met en œuvre de nombreuses pompes. Aussi sommes-nous
obligés d'en dire quelques mots.

GÉNÉRALITÉS SUR LES MOTEURS ANIMÉS, ETC. 24

Les moteurs hydrauliques sont des machines disposées pour recevoir Faction
directe de Teau possédant une énergie due à son poids et à sa vitesse.

11 y en a deux grandes catégories :

i*' Les roues^ qui sont des récepteurs à axe horizontal ne recevant Feau que sur
une partie de leur circonférence ;

2° Les turbines, qui ont leur axe vertical et reçoivent Teau soit au centre, soit
sur le pourtour extérieur de leur colonne mobile.

La puissance disponible d'un moteur hydraulique est fonction de son degré de
perfection et de la puissance de la chute motrice. Cette dernière se calcule aisément
par la formule :

Q = PH -j- "3" (enkilogrammètres),

dans laquelle :

P est le poids en kilogrammes du liquide écoulé par seconde ;

11, la différence de niveau entre les centres de gravité des sections des canaux

d'amenée et de fuite ;
V, la vitesse du liquide dans le canal d'amenée ;
g, l'accélération de la pesanteur.

Si nous appelons :

T„, la puissance disponible sur l'arbre du moteur ;
T/, — absorbée par les forces intérieures ;

T/, — — par les frottements;

V,, la vitesse dans le canal de fuite,

nous avons l'équation :

de laquelle on tire l'expression de la puissance disponible du moteur :

P»> Pn^

On en déduit facilement que le travail utile T^ sera maximum quand les quantités

Pv^
T/, T/, -^ seront minima.

T/ ne peut se réduire que par une construction soignée et un entretien
sérieux.

T| provient surtout du choc de l'eau à son entrée dans le moteur et des remous
qu'il faut essayer de diminuer par une disposition étudiée de la couronne mobile.

Pv^

Enfin, le terme -^ est peu susceptible de diminution, attendu que sa seule

variable v^ doit toujours être au moins égale à la vitesse circonférencielle de la roue,
afin de permettre l'évacuation de l'eau.

De ces deux dernières considérations se dégagent deux conditions théoriques
trop absolues pour être entièrement observées, mais dont les constructeurs doivent

22 GÉNÉRALITÉS

néanmoins se préoccuper : c'est que, dan^- un moteur hydraulique, Veau doit entrer
sans choc et sortir sans xntesse.

Le rendement d'un moteur se déduit de la formule de sa puissance. On a :

R =

PH + Ç^

^ 2/7

Mais comme, généralement, la vitesse à Tamont est nulle, on a :

Roues hydrauliques. — Suivant le niveau du canal d'arrivée d'eau par rapport
à Taxe des roues, on les distingue en trois catégories principales :

1° Roues en dessus ;

2° Roues de côté ;

3° Roues en dessous.

Roues en dessus. — La roue en dessus se compose de deux couronnes ou
jantes en bois ou en métal, entre lesquelles sont fixées des aubes destinées à former,
avec la paroi cylindrique intérieure appelée /bnfwre, des capacités étanches et ouvertes
sur l-eur face extérieure nommées augets. Cet ensemble est réuni au moyeu par des
bras en fonte, en bois, ou encore en tôle et cornières.

L'eau arrive par un canal nommé coursier au-dessus de la roue et un peu en
avant de la verticale passant par Taxe ; elle emplit alors les augets supérieurs qui
sont situés du côté du canal de fuite, et la roue se met à tourner. Les augets se vident
au fur et à mesure qu'ils s'inclinent par suite du mouvement de rotation, et l'eau
s'échappe dans le bief d'aval.

La vitesse de rotation varie évidemment avec celle de l'eau, les dimensions de la
roue et le moment résistant créé par les machines à conduire. Dans une roue bien
établie, la régulation s'obtient automatiquement dans certaines limites, par ce fait que
les augets s'emplissent d'autant mieux que la roue tourne moins vite ; il s'ensuit alors
une augmentation du moment moteur, quand l'augmentation de l'efTort résistant a
donné lieu à une réduction de vitesse. Inversement, si le moment résistant diminue,
la roue s'emballe, les augets ne s'emplissent que partiellement, et la diminution
d'effort moteur qui en résulte se traduit par une réduction de vitesse.

Sous l'influence de la force centrifuge, quand la vitesse à la circonférence est
assez grande, l'eau contenue dans les augets se trouve projetée au dehors avant
d'avoir atteint la partie la plus basse de la circonférence ; il y a alors mauvaise utili-
sation de la puissance motrice et diminution du rendement. On pare à cet inconvé-
nient, auquel on a donné le nom de déversement anticip^^ en plaçant en face de la partie
inférieure du côté d'aval une enveloppe en bois ou tôle qui ne laisse que juste le pas-
sage de la roue et qui ne permet aux augets de se vider que lorsqu'ils ont atteint le
niveau d'aval.

L'installation des roues en dessus varie suivant la nature des cours d'eau et la
hauteur de chute.

Lorsque le débit du cours d'eau est assez gfanJ, mais que, par contre, son

(;ÉNKHAIJTÉS SUR LES MOTEURS ANIMÉS, ETC. 23

niveau est assez variable, on fait arriver Teau dans un réservoir, et on la distribue à
la roue par une vanne ; cette disposition se nomme roue à tête d'eau.

Les roues sans tète d'eau sont celles dans lesquelles Tarrivée d'eau se fait par un
déversoir à quelques centimètres au-dessus de la roue ; cette installation exige un
niveau d'amont bien régulier.

Le rendement des roues à tête d'eau varie de 0,60 à 0,80 ; celui des roues sans
tête d'eau est d'environ 0,80.

Roues de coté. — L'axe de la roue se trouve un peu au-dessus du canal d'ame-
née. La roue de côté s'installe entre deux murs verticaux, nommés bajoyers, qui ne
laissent qu'un jeu de quelques centimètres sur les côtés ; le coursier épouse en des-
sous la forme de la roue jusqu'au niveau du fond du bief d'aval.

Les aubes de la roue sont fixées sur la surface cylindrique en dehors de la jante
et ne forment pas d'augets; l'eau arrive sur elles en passant entre deux vannes
réglables, permettant de faire varier le niveau et l'épaisseur de la lame d'eau
entrante.

On installe ce genre de roue avec ou sans tête d'eau : les premières conviennent
pour un niveau d'amont et une dépense très variable, et quand le travail à produire
présente des irrégularités fréquentes et petites, parce qu alors la roue, tournant assez
vite, fait un peu office de volant. On les emploie généralement quand la puissance de
la chute est largement sufGsante pour l'effort résistant à vaincre, car leur diamètre
est assez faible et leur coût d'installation se trouve par suite peu élevé ; leur rende-
ment est de 0,45 à 0,55.

Les roues sans tète d'eau conviennent dans le cas où, au contraire, le niveau
d'amont et la résistance à vaincre sont peu variables. Leur rendement est d'environ
0,45 à 0,65 pour les hauteurs de chute inférieures à i",50 et de 0,70 à 0,75 pour des
hauteurs de chute de i",50 à 3 mètres.

Roue Sagebien. — La caractéristique de cette roue consiste en ce que les aubes
sont inclinées sur la circonférence extérieure de la roue, de manière que celle qui
reçoit l'eau à la surface du canal d'amenée fasse avec l'horizontale un angle de 45''.

L'avantage de cette roue est de fournir un rendement de 0,80 à 0,90, tout en
ayant des dimensions assez faibles par rapport au travail transmis.

Roues en dessous. — Ce sont les plus simples de toutes : elles reçoivent Teau à
leur partie inférieure par un orifice avec charge sur le sommet ; elles ne sont donc
pas foncées, car l'eau n'agit plus par son poids, mais rien que par sa vitesse.

Théoriquement, avec des aubes planes et radiales à la circonférence, leur rende-
ment est de 0,50; en pratique, il descend à 0,25 environ.

Avec des aubes d'un tracé spécial dû à Poncelet, on obtient néanmoins jus-
qu'à 0,60.

Enfin, notons que, dans la plupart des cas, le mauvais rendement des roues est
en général dû à la grande économie que l'on recherche avant tout dans leur construc-
tion et leur installation. Elles sont de moins en moins employées ; mais cependant il
y a quelques exemples de transport de force dans lesquels les roues sont les
récepteurs d'énergie.

Turbines. — Une turbine se compose en général de deux organes principaux
qui sont deux disques cloisonnés, l'un fixe, l'autre mobile, le premier servant à don-

24 (;ÉNÉRALITÉS

ner aux filets liquides une direction et une vitesse convenables pour pousser le second
et le faire tourner autour de l'axe sur lequel il est monté.

Les variétés de turbines sont très grandes, aussi les classifications en sont nom-
breuses. Dans son ouvrage intitulé les Turbo- Machines^ M. Râteau en donne une
dont la base est la forme de la trajectoire parcourue par les filets liquides. On a
ainsi :

Les turbines hélicoîdes^ dans lesquelles chaque molécule d'eau, restant à la
même distance de Taxe vertical, décrit en tournant et en tombant une hélice. On les
a encore appelées les turbines 'parallèles;

Les turbines centrifuges^ dans lesquelles les filets liquides sont plus éloignés de
Taxe à leur sortie qu'à leur entrée. Les couronnes sont alors au même niveau, mais
la couronne mobile est extérieure à la couronne fixe ;

Les turbines centripètes^ qui sont construites à Tinverse des précédentes ; le
liquide entre par Taubage fixe extérieur et sort par Taubage mobile intérieur;

Les turbines mixtes^ construites par les Américains et très employées mainte-
nant, dans lesquelles les filets fluides se dirigent d'abord vers Taxe, puis lui
deviennent parallèles à la sortie ;

Les turbines hélico-centripètes^ dans lesquelles la trajectoire décrite par les
filets fluides est une courbe de même nature que Thélice, mais tracée sur un tronc de
cône dont la petite base est en bas.

Injection totale, injection partielle. — Suivant que Teau arrive sur toutes les
aubes du disque mobile en même temps ou non, on a les deux grandes catégories
suivantes : turbines à injection totale, turbines à injection partielle.

C'est à cause de cette injection totale que Ton obtient avec ce genre de moteur
des vitesses assez grandes, et qu'à puissance égale une turbine est beaucoup moins
encombrante qu'une roue.

On a conservé Tinjection partielle, qui lui fait perdre cet avantage, dans le cas
de très hautes chutes ; en effet, l'eau entrant avec une très grande vitesse dans le
distributeur, la turbine prendrait une vitesse de rotation excessive dont ne peuvent
généralement pas s'accommoder les machines à mettre en mouvement. On cite
cependant l'installation, sous une chute de 108 mètres de hauteur, d'une turbine à
injection totale de 55 centimètres de diamètre d'aubage, tournant à î2.300 tours par
minute.

Turbines noyées et turbines à libre déviation. — Les hauteurs de chute néces-
saires pour l'installation de ces moteurs hydrauliques sont très variables. On donne
l'exemple d'une turbine de 10 kilogramme très fonctionnant à Magneus, près Carcas-
sonne, sous une chute de 0™,12, tandis que certains de ces moteurs utilisent des
chutes de 500 et de 600 mètres.

Dans le but d'éviter les pertes de rendement qu'aurait pu occasionner la rota-
tion du disque mobile dans l'eau, on installait primitivement les turbines au-dessus
du niveau d'aval. Les appareils ainsi montés sont des turbines à libre déviation. Dans
ce cas, on perd ainsi une fraction de la chute, qui est d'autant moins négligeable que
la hauteur totale est plus faible. L'étude et l'expérience ont permis de réaliser des
moteurs qui fonctionnent dans l'eau sans que leur rendement en soit beaucoup altéré.
Ce sont les turbines noyées.

(;ÉNÉKALITi:S SUR LES MOTEURS ANIMÉS, ETC. 25

Pour éviter celte immersion, Girard avait imaginé de les envelopper d^une
cloche étanche, dans laquelle on pompait de Pair pour maintenir le niveau de Teau
au-dessous du disque mobile. Mallieureusement, l'addition d'une pompe compliquait
rinstallation, et la quantité de travail récupéré par cette augmentation artificielle de
la hauteur utilisable n'était que faiblement supérieure à la quantité de travail dépen-
sée. On ne perdait ainsi que peu de chose en laissant tourner la turbine dans Teau
d'aval. Aussi le procédé Girard ne s'est pas généralisé.

On a imaginé d'autres dispositions pour arriver au même résultat. Les turbines
de Kœchlin sont placées dans un tube fermé à un niveau plus rapproché de celui du
bief d'amont que de celui du bief d'aval. La perte de hauteur de chute n'est ainsi
qu'apparente, car la colonne d'eau dans le tube de sortie provoque une aspiration, et
la vitesse d'arrivée d'eau sur les aubes mobiles se trouve être la même que si l'appa-
reil était placé au niveau du bief d'aval.

Néanmoins il est utile de ne pas perdre de vue que la différence de niveau entre
la turbine et le bief d'aval ne doit pas atteindre, en théorie, plus de iO'°,33 et, en
pratique, plus de 6 à 7 mètres pour éviter les rentrées d'air.

Dans le même ordre d'idées, toujours pour utiliser les turbines à libre déviation
sans perdre de la hauteur de chute, MM. Brenier et Neyret, de Grenoble, ont imaginé
un type d'appareil qu'on installe à la partie supérieure d'un tube barométrique.

Il y a, dans ce cas, à craindre le désamorçage du siphon formé par l'ensemble
du canal d'amenée et du canal de sortie, et il est nécessaire de pouvoir parer à cet
inconvénient par l'installation d'une pompe à air pour faire le vide à nouveau ou par
celle d'une pompe à eau pour provoquer le réamorçage par un remplissage complet.

Tu «BINES A RÉACTION. — TuRBINES SANS RÉACTION. — CcttC distinCtioU a UUC

grande importance. M. Râteau, dans son ouvrage déjà cité, l'établit ainsi :

« L'énergie totale que la chute cède à la turbine se transmet toujours par le
moyen de la vitesse relative du fluide dans les canaux mobiles combinée avec la cour-
bure de ces canaux. Grâce à cette vitesse, la pression du fluide sur la face concave
de chaque canal est plus grande que sur la face convexe, et ainsi se produit « l'impul-
sion» sur la roue; mais il n'est pas nécessaire, pour cela, que toute l'énergie dispo-
nible dans la chute se trouve à l'état cinétique, c'est-à-dire à l'état de vitesse, lorsque
le fluide arrive à la roue mobile. Si cela a lieu, si, en d'autres termes, la vitesse
absolue v^ avec laquelle le fluide entre dans la roue est égale à v/^^H» H désignant
la hauteur nette de chute ou du moins peu différente, la différence provenant des
pertes de charge dans les tuyaux de conduite et dans le distributeur, on dit alors que
la turbine est sans réaction, ou encore que c'est une turbine d'impulsion.

« Si Pq est la pression à l'entrée de la roue mobile, p^ la pression à la sortie de
cette roue, la caractéristique des turbines sans réaction est :

« Si, au contraire,

on dit que la turbine fonctionne avec réaction. La vitesse absolue Vq, à l'entrée de la
roue, est alors plus petite que V^H, et une partie seulement de l'énergie de la chute
se trouve à l'état d'énergie cinétique résultant de cette vitesse. Le reste est encore
sous forme d'énergie potentielle de pression qui se transformera progressivement en

26 (;ÉNÉRALITÉS

énergie cinétique de vitesse aussitôt absorbée par la roue, à mesure que le fluide
avancera vers la sortie des canaux mobiles. »

Régularisation des turbines. — Les causes des variations de vitesse des tur-
bines sont dues : i*^ aux variations de régime des cours d'eau ; 2° aux variations de
TefTort résistant. Leurs grandes dissemblances, quant à leur intensité et à la rapidité
avec laquelle elles se produisent, font que les dispositifs qu'on emploie pour les éviter
sont très différents.

Pour remédier aux variations de régime, le procédé le plus simple consiste dans
remploi d'un vannage sur le canal d'amenée ; mais, pour les variations brusques et
momentanées dues aux changements de l'effort moteur, on a dû chercher des dispo-
sitifs dont le fonctionnement soit automatique et d'autant plus rapide et plus certain
que les machines à conduire s'accommodent mal des variations de vitesse.

Ces conditions, difficiles à réaliser, ont donné lieu à de nombreuses recherches,
desquelles ont découlé des appareils de conceptions très variées.

Le plus fréquemment employé est basé, comme les régulateurs de machines à
vapeur, sur l'action de la force centrifuge ; la seule différence consiste en ce que, au
lieu que le régulateur agisse directement sur le mécanisme d'obturation du canal
d'amenée du fluide, il commande un embrayage permettant de faire agir la turbine
elle-même sur son vannage. Ce dernier s'effectue généralement par de petites
vannes placées devant chacun des canaux de l'aubage fixe.

Rendement des turbines. — Les pertes d'énergie qui se produisent dans le
fonctionnement des turbines sont de même nature que celles qui ont lieu dans les
roues. Les frottements sur l'axe et le pivot, les chocs à Tentréo, les remous, la sor-
tie de l'eau avec une certaine vitesse sont les causes communes de diminution du
rendement ; dans les turbines, il faut ajouter les pertes dues au frottement de l'eau
dans l'aubage fixe et l'échappement de l'eau dans l'espace compris entre les deux
aubages.

D'après M. Râteau, l'évaluation de ces pertes serait donnée par le tableau
suivant :

TurbÎDes à réaction, axiales Turbines

ou ceotripètes. d^impulsioo.

Pertes au distributeur 3 0/0 4 0/0

Perte dans la roue mobile 5 7

Vitesse restante à la sortie de la roue. . . 5 7

Fuite au joint 4 0

Frottement d'axe et sur le fluide ambiant. 3 2

Rendement net 80 0/0 80 0/0

Ces chiffres s'entendent en marche normale et pour des turbines bien construites
et bien installées ; il arrive fréquemment qu'en pratique on obtienne des rendements
variant de 0,65 à 0,75.

MOTEURS THERMIQUES 27

MOTEURS THERMIQUES

L'étude des moteurs thermiques est aussi longue que laborieuse ; sa place n'est
pas marquée dans cet ouvrage; cependant, étant donnés leurs variétés, leur grand
nombre et la multitude des exemples de leur application à la commande des pompes,
il nous est impossible de ne pas en dire quelques mots. S'il est, en effet, universel-
lement reconnu que tous les moteurs thermiques sont, en général, propres à la con-
duite des pompes, il est également vrai qu'il y a nécessité, dans l'élaboration d'un
projet d'élévation d'eau, de faire un choix judicieux du moteur à adopter. Ce que
nous en dirons ne saurait suppléer à Tétude minutieuse qu'il en faudrait faire pour
pouvoir fixer, dans le cas de grandes installations, le type le plus convenable ; mais
cela permettra de mieux. comprendre, dans les descriptions que npus donnerons, les
raisons qui ont motivé le choix de tel ou tel genre de moteur.

Nous insisterons un peu sur l'étude thermodynamique de ces moteurs, car elle
est absolument indispensable au calcul de leur rendement, et, par suite, de celui de
l'ensemble de l'installation ; nous examinerons ensuite rapidement les moteurs à
vapeur, à gaz et à pétrole.

On sait que, à toute quantité de travail absorbé correspond le dégagement
d'une quantité de chaleur proportionnelle au travail absorbé et indépendante du phé-
nomène considéré, et que, réciproquement, à toute production de travail correspond
la disparition d'une certaine quantité de chaleur également proportionnelle au travail
produit et indépendante du phénomène considéré.

Ce rapport constant est Véqutvalenl mécanique de la chaleur =. 425, c'est-à-
dire que 425 kilogram mètres sont fournis par 1 calorie transformée tout entière en

travail ; jr^ équivalent calorique du travail est la fraction de calorie qu'il faut trans-
former en travail pour avoir 1 kilogrammètre.

Les machines thermiques sont celles qui ont pour but de réaliser la transforma-
tion de l'énergie calorique en énergie mécanique.

Dans toute machine de ce genre, on emprunte à une source une certaine quantité
de chaleur Q, à l'aide d'un fluide intermédiaire qui est l'agent de transformation ;
celui-ci passe alors par une série d'états qui se reproduisent successivement, tou-
jours dans le même ordre, en suivant ce que l'on appelle un cycle fermé ; de
cette manière, le fluide repasse forcément par son état initial. Dans l'intervalle, une
partie de chaleur a été transformée en travail, une autre a été abandonnée. Soit q
cette dernière. La quantité transformée en travail est donc :

Q-î.

Verdet a appelé coefficient économique le rapport p de la quantité de chaleur
transformée en travail à la quantité de chaleur mise en jeu :

GÉNÉRALITÉS

Or Carnot a démontré que le rapport des quantités de chaleur reçues et cédées
dépend uniquement des températures des sources, quand on opère à température
constante ; on a donc :

d'où:

P = 1 — t'

A{>v.T)

Le coefficient économique de Verdet est maximum quand 9 1= 0; la logique nous
fait comprendre l'impossibilité de rendre q nul; on ne peut, en effet, réaliser un cycle
dans lequel on puisse passer d'une température donnée à une température absolue
nulle, laquelle correspond à — 273° C. Il est seulement permis de chercher à la dimi-
nuer le plus possible.

Voyons maintenant les phénomènes qui se produisent le long d'un cycle. Pre-
nons celui de Carnot, et représentons la
série des transformations que subit le
fluide moteur par une courbe rapportée
à deux axes rectangulaires, en portant
les volumes en abscisses et les pressions
en ordonnées.

En A {fig, 4), admettons que la
masse gazeuse est à la pression p^^
qu'elle occupe le volume v^ à la tempéra-
ture T.

De A en B, on admet qu'une source
infinie de chaleur cède à la masse une
quantité Q qui entretient sa température T
pendant la détente. Cette détente, s'effec-

B fp.v.T)

Fio. 4.

tuant à température constante, suit la loi de Mariotte :

pv = C^*,

et l'état en B est donné par p^^?^T.

La transformation de A en B est dite isotherme, eilsL quantité de chaleur fournie
est donnée par la formule :

Q = ART log nep

dans laquelle on a :

A = T^) équivalent calorifique du travail,

. . Chaleur spécifique à pression constante — Chaleur spécifique à volume constant

H- A '

quantité constante pour chaque gaz ;
T = température absolue (273 -|- température exprimée en degrés centigrades).

De B en C, le fluide, ne recevant ni ne céJant de chaleur, se détend et sa tem-

MOTEURS THERMIQUES 29

pérature descend à t. Son nouvel état est caractérisé par P2^a^ ®* ^^ courbe BC
a pour équation :

CT=T.

dans laquelle :

C chaleur spécifique à pression constante . .

^ c chaleur spécifique à volume constant ' '

Cette transformation de B en C est dite adiabatique.

De C en D, on opère une seconde transformation isotherme en comprimant la
masse gazeuse, et en absorbant, à l'aide d'une source froide, la quantité q de chaleur
qui se dégage. L'état en D est caractérisé parpjUg^, et la quantité de chaleur absor-
bée est :

q = Aïit log nep -**

Enfin, de D en A, il y a compression adiabatique, et la chaleur dégagée sert à
élever la température du fluide et à la ramener à Tétat initial PqVqT. La courbe DA
est donnée par la relation :

Comme on le voit, c'est parce qu'on veut que CD soit isotherme qu'on doit
volontairement refroidir.

On démontre que : entre deux températures données^ le cycle de Carnot est celui
qui donne le rendement maximum.

D'autres cycles peuvent donner des rendements égaux, s'ils satisfont aux deux
conditions suivantes :

i® Que les échanges de chaleur aient lieu entre des sources à température cons-
tante;

2* Que les deux opérations par lesquelles s'effectue le passage d'une source à
l'autre soient telles que la chaleur fournie par l'une suffise à Taccomplissement de
l'autre.

11 faut donc que le cycle comprenne deux courbes isothermes et deux courbes
adiabatiques ; ce sont des courbes d'égale transmission, et elles sont telles que, l'une
étant ïïT^ée, la seconde s'en déduit par la condition (2") ci-dessus.

Pour ces cycles comme pour celui de Carnot, on a toujours :

P == 1 — f

Les deux plus connus sont ceux de Stirling et d'Ericson. Pour le premier {fig. 5),
les quatre phases sont les suivantes :

AB, détente isothermique (T) ;

BC, refroidissement à volume constant [t] ;

CD, compression isothermique [t) ;

DA, réchauffement à volume constant (T) ;

30 GENERALITES

Pour le second {fig, 6), on a:

AB, détente isothcrmique (T) ;

BC, refroidissement à pression constante (/) ;

CD, compression isothermique [Ù\ ;

DA, réchauffement à pression constante (T).

A (T)

T)(t)

Fio.

Fio. 6.

(T)

Jusqu'ici la représentation graphique que nous avons donnée des cycles ther-
miques ne fait entrer en ligne que deux éléments î les pressions et les volumes. Depuis
longtemps déjà, on a préconisé un autre système de représentation qui montre du
premier coup d'œil comment varient les quantités de chaleur mises en jeu pendant
la marche du moteur. Ce procédé, combiné avec celui dont nous venons de parler,
permet en effet d'élablir, étant donné le principe d'équivalence thermodynamique, les
conditions de marche et le régime du moteur.

Si Ton part de la relation :

on voit que Ton peut récrire:

q t

2-1.
T~ t

Donc, lorsqu'un fluide change d'états en suivant un cycle réversible, les quan-
tités de chaleur reçues et cédées sont proportionnelles, quel que soit le fluide, aux
températures absolues des sources.

La relation ci-dessus peut s'écrire :

2-i-o
T ^ ~

ou :

/? = -

Il existe donc une fonction des quantités de chaleur et des températures dont

est la différentielle, et qui possède une valeur pour chacun des états du corps. C'est
Y entropie.

MOTEURS THERMIQUES 31

I/état d'un corps sera donc défini par :

p, V, t, et Tenlropie S.

Ij'entropie étant connue ou arbitrairement fixée pour un état initial du corps, on
la pourra établir pour tous les autres en tenant compte des transformations subies :
en effet, pour une transformation d'abord adiabatique (rfQ = o), puis isotherme
[t r= C'*), si la quantité de chaleur absorbée est Q^ à la température t^^ la variation

d'entropie sera

2i.

Reste à fixer l'état initial. Pour l'eau, on admet que l'entropie est nulle pour l'eau
liquide à 0*^ et à la pression de 63 kilogrammes par centimètre carré (pression de
la vapeur saturée à 0**).

On conçoit donc l'intérêt que présentent les diagrammes entropiques.

Portons en abscisses {/ïg, 7) les valeurs de l'entropie S et en ordonnées les
températures :

aa' = -J* à la température <,

Aa = t\
donc

Aire AaA'a' =^=t — dq.

L'aire du diagramme entropique mesure donc la quantité de chaleur reçue par
le corps.

Fio. 7.

Fio. 8.

fja figure 8 montre le diagramme entropique du cycle de Carnot.

AB, transformation isotherme,

BC — adiabatique,

Aire ABCD = quantité de chaleur transformée en travail.

Les diagrammes entropiques sont aussi d'un grand intérêt pour représenter les
échanges de chaleur entre la vapeur et les parois du moteur, ainsi que l'amélioration
du rendement par les enveloppes^

Les fluides employés comme agents de transformation sont maintenant assez
nombreux ; ce sont :

La vapeur d'eau;

32 r.ENERAÏ.ITES

L'air ;

Le gaz d'éclairage et, généralement, tous les hydrocarbures seuls ou mélangés
d'air ;
et plus rarement :

L'acide carbonique, l'ammoniaque, l'acide sulfureux, l'éther.

Quel qu'il soit, l'agent moteur opère sur un organe mobile qui se déplace dans
une capacité contre laquelle l'organe mobile fait joint (piston et cylindre).

La chaleur mise en jeu est due à un combustible, comme dans le cas de la
machine à vapeur, ou à l'agent moteur lui-même, comme dans le cas des moteurs à
gaz.

Dans le premier cas, il est nécessaire d'avoir un appareil auxiliaire, la chau-
dière, et de le mettre à temps voulu en communication avec le cylindre dans lequel
doit évoluer la vapeur. Dans le second cas, la combustion lente ou instantanée de
l'agent moteur fournit la chaleur à transformer en travail.

Pour les deux systèmes de machines, la source froide peut être l'atmosphère ;
dans les machines à vapeur, c'est souvent dans un second appareil auxiliaire nommé
condenseur que s'opère le refroidissement nécessaire à la deuxième transformation
isothermique du cycle de Carnot.

Appliquons les données de la thermodynamique à la machine à vapeur :

La température T de la vapeur d'eau utilisée dépasse rarement 200* C, soit
473*" absolus, ce qui correspond à une pression de plus de 45 kilogrammes par
centimètre carré; on la limite même souvent à 180" C, soit 433° absolus, corres-
pondant à 10 kilogrammes par centimètre carré de pression.

La température /, môme lorsqu'on utilise un bon condenseur, descend rarement
en dessous de 25° C, soit 298° absolus, et, sans condenseur, elle est de 100° C, ou
373° absolus à la pression atmosphérique.

Les différentes valeurs du rendement thermique sont donc :

T — t 473 — 298
P ^ "T" == 473 ^ ^'^^

pour les écarts extrêmes de température.
Entre 180° et 25° :

P - 0,28,
et sans condenseur :

p =0,1(>.

Voici un tableau qui donne les diverses valeurs de p pour certaines valeurs de T
et t (températures absolues) :

Températura C.

Source chaude T.

Source froide t.

Rendement maximum ;.

lOO»

373

273

0,268

200»

473

273

0,423

300»

573

273

0,522

400O

673

273

0,594

500»

773

273

0,647

600»

873

273

0.688

700»

973

273

0,720

800'

1073

273

0,746

MOTEURS THERMIQUES 33

Ce sont là des écarts de température qu'on ne peut atteindre en pratique,
car aucun moteur ne fonctionne avec une source froide à 0°. Le dernier rendement
de 0,746 qui suppose cette donnée et une source chaude de 800^, qui est atteinte avec
les moteurs à explosion, tombe à 0,458 si la source froide est à 200*.

Dans la pratique, il y a avantage à faire évoluer le gaz entre des températures
moins élevées, car elles sont moins préjudiciables au moteur dans lequel s'opère
révolution. Le seul point à chercher est donc le moyen de diminuer t autant
que possible.

Voici d'ailleurs Topinion de M. Witz à ce sujet :

La température de 673** absolus (400<» C.) ne peut en aucun cas être dépassée,
car elle est voisine du rouge ; cette impossibilité provient de la nature même de la
paroi, qui est nécessairement métallique. On ne pourra donc jamais obtenir le rende-
ment de 60 0/0. Cet arrêt de la théorie est sans appel.

Les exigences du graissage, la décomposition des graisses à 573° (300** C.)
limitent encore plus le rendement maximum à 52 0/0.

On a cherché à obtenir momentanément des températures très supérieures;
mais alors il faut refroidir énergiquement, et, comme le refroidissement ne peut être
ni instantané, ni convenablement réglé, on perd beaucoup de chaleur de T à ^, et on
ne se trouve plus dans les conditions du cycle.

Aussi en reste-t-on toujours à la machine à vapeur, bien que Teau soit le moins
volatil des fluides utilisables dans les machines thermiques et que, par conséquent,
sa chaleur totale de vaporisation soit très grande.

Sa force élastique est néanmoins de 10 atmosphères à 450° absolus, on peut
atteindre environ 490° par la surchauffe ; dans ces conditions, le coefTicient p est
de 40 0/0 (maximum), c'est-à-dire inférieur de 12 0/0 au coefficient p des machines
à gaz.

Il résulte donc de toutes ces considérations que, pour la réalisation d'un cycle
thermique à bon rendement, il faudrait trouver un liquide bon marché, stable, non
corrosif, ayant, à 673° absolus, une tension modérée.

Telle est la théorie des machines thermiques.

En pratique, le cycle de Carnot est irréalisable, car, pour obtenir une détente
à température constante, il faudrait une enceinte parfaitement conductrice, et, pour
obtenir une délente adiabatique, il faudrait une enceinte dénuée de conductibilité.
Or c'est la même enceinte qui sert dans les deux cas.

D'ailleurs le changement d'état adiabatique est irréalisable en soi, l'action d'une
paroi étant, d'après M. Witz, considérable, même au cas où le phénomène ne dure

rait que rTr— de seconde.
^ 500®

Le changement d'état isothermique est plus facile à réaliser, et, dans les
machines à vapeur bien étudiées et munies d'enveloppes, on peut l'appliquer sensi-
blement.

Dès lors il faut, ayant vu le rendement maximum p obtensible théoriquement,
voir quel rendement pratique p' on obtient.

On appelle degré de perfection d'une machine le quotient ^ •

Exemple. — i° Soit une machine à vapeur à condensation (6 atmosphères à la

LES POMPES. 3

34 i;rnéiialités

chaudière et jj: d'atmosphère de contre-pression au condenseur) fonctionnant entre

159* et 46° (c'est-à-dire 432 el 319 absolus).

Le rendement du cycle est p = 0,26. On trouve, par exemple, que le rendement

17
réel est p' = 0,17. Le degré de perfection est rr = 0,65.

T Soit une machine à air chaud (Ëricson par exemple) fonctionnant entre 523 et
323 absolus. On a :

p = 0,38,

et on trouve t

Le degré de perfection est :

p' = 0,22.

û 22

La conséquence qui se dégage de ces chiffres, qui sont des moyennes, c'est que,
si la machine à vapeur est plus parfaite, Tautre est plus perfectible.

En résumé, les moteurs à gaz sont susceptibles d'un rendement plus grand que
les machines à vapeur ; mais jusqu'ici ils sont moins parfaits qu'eux, et n'utilisent
qu'une partie du rendement dont ils devraient être capables.

MACHINES A VAPEUR

On peut diviser les machines à vapeur en deux grandes classes au point de vue
cinématique :

1^ Les machines à piston animé d'un mouvement alternatif; ces machines sont
toutes des machines à pression, c'est-à-dire utilisant la pression et l'expansion
de la vapeur; elles sont à simple ou à double effet, suivant que la vapeur agit
alternativement sur chacune des faces du piston ou qu elle n'agit que sur l'une des
faces ;

2° Les machines directement rotatives, qui, suivant les cas, sont des machines
à pression ou à puissance vive.

Machines à piston. — Si T^ est le travail recueilli sur le piston, une partie T/ de
ce travail est absorbée par les frottements des organes intermédiaires entre le piston
et l'arbre ou l'outil que la machine fait mouvoir ; de telle sorte que le travail utile T„,
qui intéresse directement l'industriel, est :

T« =. Tp - !>.

Il faut donc : l"" que le travail Tp soit obtenu dans les conditions les plus écouo-
miques, au point de vue de la quantité de chaleur dépensée ; 2^ que Tf soit réduit au
minimum par les combinaisons cinématiques les plus propres à réduire les frotte-
ments, — afin de retirer d'un poids de vapeur donné le maximum possible de travail
utile T„.

Malgré la commodité de l'unité u Poncelet », on continue à exprimer la puis-

MOTEinS THERMIQUES 3o

sance d'une machine a vapeur en chevaux-vapeur de 75 kilogrammètres par
seconde.

Le travail fourni par une machine à vapeur est fonction des trois éléments sui-
vants :

Pression de la vapeur d'admission ;

Volume de vapeur fourni au cylindre sous cette pression ;

Vitesse moyenne du piston (ou nombre de tours de la machine par minute).

En faisant varier l'un quelconque de ces trois éléments dans les limites que
comporte la machine, on fera varier sa puissance.

En maintenant constants le nombre de tours et la durée de Tadmission, et en
faisant varier seulement la pression de la vapeur admise au cylindre, la variation
de la puissance de la machine s'obtiendra en dépensant le même volume de vapeur
sous des pressions différentes. 11 faudra donc, soit faire varier la pression de la
vapeur dans la chaudière, ce qui est peu réalisable en pratique, soit, en partant de
la pression de chaudière correspondant au maximum de la puissance de la machine,
produire avant l'admission à la boîte de distribution une chute de pression par la
fermeture partielle d'une valve. Ce moyen est mauvais au point de vue économique.

Il convient donc mieux de maintenir constante la pression de la vapeur, et
comme, dans la plupart des cas, la vitesse doit rester constante ou ne varier que très
peu, il faut recourir à la variation du volume de vapeur admis au cylindre, c'est-à-
dire à la variation du rapport de détente, en augmentant ou diminuant la durée de
l'admission. La machine est, dans ce but, pourvue d'un modérateur de vitesse ou
régulateur qui agit automatiquement sur l'appareil de distribution.

Lorsque les outils mis en œuvre par la machine à vapeur sont, par leur nature
même, aptes à fournir un travail mécanique proportionnel à leur vitesse, et lorsqu'il
y a lieu de mettre à profit cette faculté, comme dans le cas d'une pompe à piston éta-
blie pour élever un volume d'eau variable avec les besoins d'un service donné, il sera
nécessaire de faire varier la vitesse de la machine à vapeur; c'est encore sur la durée
de l'admission qu'il faudra agir de préférence, soit à la main, soit par un appareil
automatique, pour obtenir cette variation de vitesse.

Les machines à piston comprennent :

Les machines horizontales ;

Les machines inclinées ;

Les machines verticales (cylindre au-dessous de l'arbre moteur) ;

Les machines pilon (cylindre en dessus de l'arbre moteur).

Suivant le nombre de cylindres, on a, dans chacune de ces catégories, les
machines monocylindriques, dans lesquelles la vapeur, après avoir agi sur un seul
piston dans un seul cylindre, se rend à l'atmosphère ou au condenseur, et les
machines polycylindriques ou à expansion multiple.

Les machines monocylindriques présentent les inconvénients suivants :

1* Nécessité pour toutes les pièces de pouvoir résister à l'effort moteur maxi-
mum, alors que l'effort moyen est beaucoup moins élevé;

2° Irrégularité de cet effort moteur qui nécessite un lourd volant;

3* Rôle perturbateur considérable des espaces morts qui empêchent des détentes
prolongées ;

•i"^ Fuites des tiroirs cl des garnitures de piston d'autant plus importantes que

36 GÉNÉRALITÉS

la dîfTérence des pressions régnant sur les faces opposées de ces organes est plus
grande.

Les machines compound obvient à ces inconvénients en grande partie. Leur
principe consiste à admettre la vapeur dans un premier cylindre, puis à terminer la
détente dans un autre cylindre de dimensions, plus grandes que le premier; on|peut
obtenir ainsi, en faisant varier le volume du second cylindre, des détentes aussi
considérables que Ton veut en conservant des organes de distribution simples. Le
petit cylindre n'étant plus en communication immédiate avec le condenseur ou
Tatmosphère, les condensations y sont moindres ; les fuites du petit cylindre passent
au grand, où elles produisent encore du travail; enfin, les efforts extrêmes ont une
différence moindre; les forces d'inertie ont donc moins d'influence, et la régularité
de marche est plus grande.

Les machines du genre compound comprennent :

Les machines Woolf proprement dites ;

Les machines à réservoir intermédiaire, dites compound ;

Les machines à expansion multiple.

Dans les machines à réservoir intermédiaire, la vapeur contenue dans le petit
cylindre ne passe plus directement au grand cylindre, mais est reçue dans une
capacité dans laquelle le grand cylindre s'alimente de la même façon que le petit
s'alimente à la chaudière.

Enfin, les perfectionnements apportés aux chaudières à vapeur ont permis
d'atteindre des pressions de 12, 14 et 15 kilogrammes par centimètre carré. Dans les
machines à expansion multiple, la détente de la vapeur se fait en trois et même en
quatre cascades distinctes à travers des cylindres de diamètres croissants, et son
utilisation est ainsi meilleure ; mais le degré de perfection diminue.

La pratique semble avoir fixé ainsi qu'il suit les pressions maxima correspon-
dantes à chaque genre de machines :

Machines monocylindriques jusqu'à 7'', 500

— compound ordinaires — 8^,500

— à triple expansion — lOSOOO

— à quadruple expansion. ... — 15'',000

Toutefois la marche de la machine compound ordinaire est encore économique
avec une pression de 10 kilogrammes à la chaudière.

Nous donnons ci-après un tableau fournissant des résultais de marche impor-
tants à considérer pour les principaux types de machines à vapeur à piston :

Dans ce tableau, le rendement = — r . " ,. peut être déduit du ran-

puissance indiquée ^ *

consonmiaiion par cheval indiqué

^ ' consommation par cheval effectif

Les chiffres importants à considérer dans ce tableau sont évidemment les
consommations de vapeur, puisque c'est la production de vapeur que paie l'indus-
triel ; on voit qu'elle diminue par l'emploi de l'enveloppe et du condenseur.

Ainsi, en nous reportant aux nombres donnés pour les machines Corliss sans
enveloppe et sans condensation, on voit que la consommation est de 12''"^,1 par cheval
indiqué, et que l'adjonction d'une enveloppe l'abaisse à 9''»,9, c'est-à-dire de 18 0/0;

MOTEURS THERMIQUES

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3S 55S

;î8 (;énéralïtés

si Ton ajoute un condenseur, on arrive à 7^*^,6 (cas de la compound Weyher etRiche-
mond); le gain est alors de 23 0/0 sur la consommation précédente et de 37 0/0 au
total.

Si Ton effectue ces mêmes calculs en partant des consommations par cheval
effectif, les différences ne sont pas si accusées; cela tient à ce que le rendement
mécanique de la machine se trouve un peu diminué par Tadjonction du condenseur.
Dans le premier cas, il est en effet de 86 0/0; dans le second (addition d'enveloppe),
il est aussi de 86 0/0; mais, dans le troisième, il descend à 780/0. L'inconvénient qui
en résulte, c'est d'exiger des machines de plus grandes dimensions pour un même
travail à fournir ; il y a donc lieu de rechercher jusqu'à quel point on doit pousser
la condensation.

C'est d'après de nombreuses séries d'expériences, dans lesquelles on a noté les
principaux éléments que nous venons d'indiquer pour quelques types, qu'on a tiré les
conclusions suivantes très importantes :

1° Dans une machine monocylindrique à condensation, la pression de marche
la plus avantageuse semble être de 7 à 8 kilogrammes par centimètre carré ; au-
dessus de 8 kilogrammes, le refroidissement par les parois du cylindre est trop
intense et augmente la consommation de vapeur.

Dans les machines sans condensation, il y a intérêt, pour contre-balancer
l'influence des espaces morts, à marcher à une pression de il à 12 kilogrammes.

Dans les machines h expansion multiple, on doit se limiter à 13 kilogrammes
pour éviter une trop grande fatigue des chaudières et des tuyauteries ; il y a dans ce
cas avantage à se servir d'un condenseur, sans essayer de refroidir au-dessous de 40";

2** Pour les machines monocylindriques, le meilleur rapport de détente parait

1 1

être de 5 à 6 (c'est-à-dire que la pression à fin de détente soit égale à - ou ^ de la

pression initiale). Ce chiffre conduit d'ailleurs à une détente à peu près complète
pour une machine à moyenne pression sans condenseur.

Pour une machine à condensation, la détente est toujours incomplète, et on n*a
pas intérêt à l'éviter, à cause des pertes par condensations intérieures et refroidis-
sement extérieur.

Pour une machine à multiple expansion, il semble que le rapport de détente
puisse être un peu augmenté ;

3** Le rapport du volume final de vapeur au volume initial pénétrant dans le
petit cylindre est de 8 à 10 pour les compound et de 12 à 15 pour les machines à
triple expansion ;

4° Les enveloppes de vapeur, bonnes pour les machines de petite ou de moyenne
taille, deviennent moins intéressantes quand les dimensions des cylindres aug-
mentent; en tenant compte de tous les éléments, on trouve quelquefois avantage à
les supprimer pour les grandes machines, à multiple expansion^ par exemple ;

5" Les meilleures machines semblent donc être les types Corliss, dans lesquels
le nombre des cylindres est aussi réduit que possible; la course est longue par rap-
port au diamètre, les fonds et les pistons sont plats, et la distribution est effectuée
par des obturateurs rapides placés dans les fonds. Une corliss monocylindrique à
moyenne pression travaille aussi économiquement qu'une compound à tiroir à haute
pression.

MOTEURS THERMIQUES 39

Machines rotatives. — Les machines rotatives, ou turbines à vapeur, peuvent se
classer en deux catégories : celles dites à action, qui n'ont recours qu'à la force vive
de la vapeur détendue préalablement, et celles à réaction, qui emploient la vapeur
sous pression.

La turbine à vapeur de Laval est un exemple de turbine à action. Elle utilise la
force vive seule de la vapeur. La vapeur arrive entièrement détendue sur les aubes
de la roue réceptrice ; cette détente s'effectue dans le trajet de la valve d'introduction
à l'oritice du tube distributeur de vapeur. Dans ce trajet, elle a acquis une force vive
due à sa propre détente, et qui est précisément égale au travail qu'elle aurait fourni
en se détendant graduellement derrière un piston. Cette force vive est alors trans-
mise aux aubes de la roue, comme celle de l'eau dans une turbine hydraulique à axe
horizontal, à introduction partielle et à libre écoulement.

La turbine de Laval se compose d'une roue à aubes sur laquelle la vapeur,
détendue complètement, est amenée par un ou plusieurs ajutages, dont les axes sont
faiblement inclinés sur les plans de la roue réceptrice. Cette dernière reçoit une
vitesse de 15.000 à 30.000 tours par minute, vitesse qui est réduite dans un rapport
voulu, suivant les applications, par un train d'engrenages faisant partie de l'ensemble
de la machine.

L'énorme vitesse de la vapeur détendue nécessite Temploi de mécanismes d'une
très grande précision dans les machines à action. Au contraire, la détente progres-
sive dans les machines à~ réaction n'engendre qu'une vitesse relativement modérée,
permettant une construction plus robuste et des organes plus simples.

La turbine Parsons est un exemple de turbine à réaction. Sa vitesse de rotation
ne dépasse pas 3.500 tours par minute, et tombe pour les grandes machines à
1.100 tours. La vapeur y chemine parallèlement à l'axe du moteur, et sa force
expansive est utilisée jusqu'à sa dernière limite par l'adjonction générale d'un
condenseur.

La vapeur pénètre donc par une extrémité du cylindre dans l'espace annulaire,
compris entre ce cylindre et l'arbre qui en occupe le centre. Cet espace annulaire est
occupé par une succession de couronnes verticales d'ailettes, fixées alternativement
sur le cylindre et sur l'arbre, la première étant sur le cylindre. L'arbre, formant
corps avec les ailettes dont il est hérissé, tourne sous l'action de la vapeur, qui est
répartie entre ces aubages par les ailettes fixes du cylindre.

Les ailettes sont toutes légèrement infléchies, celles de l'arbre en sens inverse
de celles du cylindre.

Au fur et à mesure que la vapeur s'avance dans l'appareil, elle se détend pro-
gressivement, sa pression diminue et son volume augmente ; les sections qu'elle
traverse doivent donc avoir une capacité croissante. A cet effet, les ailettes aug.
mentent de hauteur d'une couronne à l'autre, jusqu'à une certaine dimension. Quand
celle-ci est atteinte, on augmente le diamètre des couronnes et de l'arbre. On a ainsi
des cylindres en échelons.

Les poussées longitudinales engendrées par la vapeur sont équilibrées par des
pistons en nombre égal et de diamètres respectivement égaux aux couronnes des
cylindres en échelons.

L'admission de la vapeur a lieu à intervalles égaux, et uii régulateur de vitesse
règle la durée de chaque période d'admission.

40 GÉNÉRALITÉS

La turbine n'a pas besoin d'huile de graissage; seuls les paliers en reçoivent; il
s'ensuit que Teau de condensation est complètement pure, ce qui est avantageux
pour les chaudières. La haute surchauffe peut aussi être appliquée sans difficulté.

Les turbines Parsons donnent par cheval indiqué à pleine charge les consom-
mations suivantes :

9^«,9 pour turbines de 50 kilowatts 80 chev. indiqués
6 ,4 — 300 — 480 —

6 ,4 — 500 — 800 ~

5 ,7 — 1.000 — 1.600 —

avec cette remarque que les turbines actionnent leur pompe à air, ce qui augmente
la consommation d'un dixième environ.

Remarquons que l'utilisation de la vapeur est, en effet, meilleure que dans les
machines alternatives, où se produisent des phénomènes de condensation et de
réévaporation, puisque dans les turbines la détente est continue.

Emploi de la vapeur surchauffée. — La vapeur surchauffée s'obtient en élevant la
température de la vapeur saturée, fournie par la chaudière, sans augmenter sa pres-
sion. Elle est assimilable à un gaz de densité faible, et présente à la circulation dans
les tuyaux une résistance beaucoup moindre que la vapeur saturée, ce qui permet
déjà de réduire la perte de chaleur dans la tuyauterie (on a obtenu 0°,3 par mètre
avec une vitesse de circulation de 30 mètres par seconde).

Si Ton refroidit la vapeur saturée sans opérer une réduction correspondante de
pression, il y a liquéfaction partielle et dépôt d'une rosée sur les parois en contact
avec la vapeur. 11 est reconnu que cette rosée facilite énormément la transmission de
chaleur de la vapeur à la paroi. ,

La vapeur surchauffée peut subir une diminution de température et rester sèche
jusqu'à la température correspondant à la vapeur saturée.

11 y a donc déjà diminution des pertes de chaleur, par suite diminution des
pertes par condensation dans la tuyauterie et dans le cylindre.

Il y a, en outre, économie de vapeur dans la marche de la machine. En assimi-
lant par hypothèse la vapeur saturée et la vapeur surchauffée aux gaz parfaits, si,
dans un cylindre donné, on substitue la vapeur surchauffée à la vapeur saturée, sans
changement de pression initiale, pour avoir la même puissance à la même allure> il
suffit d'introduire le môme volume V par coup de piston. Soient P, d^ P',û?', les poids et
densités respectifs des deux vapeurs. On a :

?=yd, P=Vc/';

d'où :

P __ ^

P"' - r/'*

La vapeur saturée est à une température /, qui dépend uniquement de sa pres-
sion ; la vapeur surchauffée est à une température plus élevée /', et l'on a :

d{n'S + t)-— d\±T^ + t')\

MOTEURS THERMIQUES 41

d'où :

p
p ~

273 + <
273 + l'

-F

t'—i

SO"

t: = 230"

100"

f = 280»

ISO"

«' = 330»

200»

/' = 380"

P — P^ _

P ""273 + ^'

p P'

— p — est Texpression de réconomie réalisée dans la consommation de vapeur

par la surchauffe. Soit une machine fonctionnant à 10 kilogrammes par centimètre
carré. On a t=: 180* C, et on peut dresser le tableau suivant :

Surchauffage do 50* t' — 230^ ^~^ = 0,10

— = 0,18

— = 0,25

— = 0,30

Il y a donc une économie théorique de 10 à 30 0/0 pour une surchauffe variant
de 50 à 200^

L'économie de combustible existe également. Le surchauffage correspond à une
dépense de chaleur très faible = 50 calories pour surchauffer le kilogramme de
vapeur de 100°, soit 7,5 0/0 de la chaleur nécessaire pour transformer le kilo-
gramme d'eau pris à 0* en vapeur saturée à 180°. De plus, les appareils surchauf-
feurs peuvent, en général, prendre la chaleur qui leur est nécessaire aux gaz de la
combustion incomplètement utilisés dans les chaudières.

De nombreuses séries d'expériences permettent de conclure ainsi :

1° Il y a intérêt, en général, avec des machines appropriées, à employer la haute
surchauffe. Avec la vapeur très surchauffée, les très hautes pressions sont inutiles ;
rinfluence des parois est réduite ; la triple et la quadruple expansion ne donnent plus
d'économie ;

2"^ Les bonnes machines monocylindriques et à condensation dépensent par
cheval indiqué S*'*, 6 à 11^1^,3 de vapeur saturée, et 6 à 7 kilogrammes de vapeur
surchauffée. Les machines à simple effet et à condensation ont en vapeur surchauffée
la môme consommation que les compound en vapeur saturée. Les compound à con-
densation permettent de descendre à une consommation de 4''»,5 de vapeur sur-
chauffée (à la pression de 10 kilogrammes) ;

3* Les installations à vapeur surchauffée dépensant moins de vapeur que les
installations à vapeur saturée, on peut diminuer d'autant les chaudières, ce qui
compense la dépense d'installation du surchauffeur à dépense de vapeur égale; la
machine à vapeur surchauffée est moins coûteuse que celle à vapeur saturée. La
dépense d'huile reste la même ;

4® Le degré de surchauffe doit être approprié à la nature de la machine au
point de vue de la dilatation des organes; il doit, au point de vue tliermodynamique,
augmenter avec la détente et à chaque température doit correspondre une détente
particulière donnant le rendement maximum.

En pratique, les distributeurs à nombreuses nervures, tiroirs plans et robinets
Corliss ordinaires, ne supportent pas facilement la surcliauffe au delà de 250*. Les
soupapes et les tiroirs-pistons conviennent à la haute surchauffe.

^2 (ÎÉNÉHALÏTKS

MOTEURS A GAZ

Dans ces machines, on utilise la puissance explosive résultant de 1 inflammation
d'un mélange d'air et de gaz. On peut employer tous les gaz donnant avec Tair un
mélange détonant, mais à condition de faire varier les proportions du mélange sui-
vant la composition chimique du gaz employé.

Avec le gaz de houille ordinaire, on admet en pratique 0 à 10 volumes d'air
pour 1 de gaz. La pression au moment de Texplosion atteint 5 atmosphères ou i2»*",5,
suivant que le mélange n'a pas été comprimé avant l'explosion ou qu'il a été com-
primé à 2^*,5. La combustion et l'explosion se réalisent cfTectivement beaucoup mieux
dans un milieu à pression élevée.

Le travail indiqué d'un moteur à gaz est :

Tzd^z np

^""4 60*

d, diamètre du piston,

^, course du piston,

77, nombre d'explosions par minute,

p, pression moyenne (2 kilogrammes par centimètre carré pour les moteurs
sans compression et 4''',5 par centimètre carré pour les moteurs à com-
pression).

Le rapport du travail effectif au travail indiqué dépend de l'importance des
machines et de leur exécution, fl varie, dans les bons moteurs, de 70 à 80 0/0.

On distingue quatre types principaux de moteurs à gaz :

1^ Moteurs à explosion sans compression ;

2"* Moteurs à explosion avec compression ;

3^ Moteurs à combustion avec compression ;

4* Moteurs atmosphériques et mixtes.

Les moteurs des deux dernières classes sont a peu près abandonnés.

Dans les machines du premier type (Lenoir), l'air et le gaz sont aspirés dans le
cylindre à la pression atmosphérique. A mi-course du piston, la communication
extérieure est interrompue et le mélange détonant est enflammé. La température
s'élève et la dilatation des gaz produit une augmentation de pression qui pousse le
piston à fond de course. Au retour, le piston chasse les gaz brûlés dans l'atmo-
sphère.

Les moteurs du deuxième type sont de beaucoup les plus employés. Avant
d'être enflammés, l'air et le gaz sont compris à 2, 3 ou 4 atmosphères, soit dans le
cylindre moteur même (Otto), soit dans une capacité auxiliaire. Dans la première
course (avant), le piston aspire le mélange qu'il comprime par sa première course
(arrière) dans la chambre de compression. Le mélange est enflammé et produit la
deuxième course avant motrice; enfin, par sa deuxième course arrière, le piston
expulse les produits de la combustion. Ces moteurs sont donc à quatre temps;
l'action motrice ne s'exerce que pendant un demi-tour de volant sur deux tours
entiers (moteurs Otto, Simplex, Kœrting, Lenoir nouveau, etc.). Pour augmenter la

MOTKUnS THERMIQTRS 4:î

régularité, on aparrois recours à deux cylindres, dont Tun aspire pendant que Texplo-
sion se produit dans l'autre .

Dans les moteurs Benz et Ravel, la compression a lieu dans un cylindre auxi-
liaire, et l'action motrice s'exerce sur le piston à chaque tour du volant.

La combustion du gaz détermine une augmentation considérable de tempéra-
ture; il est indispensable de refroidir les parois du cylindre pour le graissage en
particulier. On a recours à une circulation d'eau froide dans l'enveloppe du cylindre.
Cette eau doit entrer à 15** et sortir à 60*^ ou 75** maximum. La dépense est de 30 à
40 litres par cheval-heure. Cette circulation peut être obtenue avec un thermo-
siphon.

L'admission et Téchappement se font presque toujours par soupapes, avec des
soupapes spéciales à chacune de ces phases de la distribution, à cause de réchauffe-
ment et de l'encrassement produits par les gaz à la décharge.

Pour l'admission, il y a deux soupapes : l'une pour l'air, l'autre pour le gaz.
Les proportions de mélange sont réglées par les sections et les levées des sou-
papes.

li' inflammation a lieu soit électriquement par une étincelle jaillissant au
moment voulu et produite par une pile et une bobine ou par une magnéto, soit
par transport de flamme d'un brûleur fixe au mélange par une cavité qui passe
devant le brûleur avec un mouvement de va-et-vient.

lia vitesse est réglée par un régulateur qui est relié aux organes d'admission du
gaz ; cette admission peut être ainsi interceptée pendant plusieurs cylindrées, et la
variation du nombre d'explosions dans l'unité de temps règle la vitesse.

Par suite de ces intermittences de Faction motrice, les moteurs à gaz, pour
avoir une régularité de marche convenable, nécessitent des volants puissants.

Avec les moteurs du deuxième type, la consommation de gaz varie entre 900 et
500 litres par cheval-heure pour les moteurs des différentes puissances.

Le coût de la force motrice par le gaz de houille (0 fr. 20 à 0 fr. 30 le mètre cube
en France) est donc assez élevé. On peut avoir intérêt, dans certains cas, à employer
le gaz pauvre, tel que le gaz Dowson, produit par un gazogène soufflé au moyen
d'un jet de vapeur surchauffée, ou tout autre gaz de gazogène. Il faut environ 4,5 fois
plus de gaz Dowson que de gaz de houille ; mais on produit 5 mètres cubes de ce
gaz par kilogramme d'anthracite, et l'économie en résultant peut être considérable.

L'emploi du gaz pauvre permet l'installation des moteurs à gaz dans les localités
ne possédant pas de gaz de houille.

MOTEURS A PÉTROLE

Ces moteurs présentent l'avantage sur les moteurs à gaz d'être facilement
transportables et de ne pas exiger l'établissement d'un gazogène ou la présence d'une
usine à gaz.

Moteurs à pétrole lampant. — Le pétrole employé est Thuile de pétrole ordinaire
de densité ==0,817.

Ces moteurs diffèrent peu des moteurs à gaz et sont toujours à quatre temps. Il
faut environ 6 mètres cubes d'air par cheval-heure et 0"',500 à 0"S600 de pétrole.

44 GÉNÉRALITÉS

La carburation de Tair se fait dans des carburateurs qui procèdent de deux types
principaux : i** dans les uns, Thuile est injectée dans un vase chaufTé au début de
la marche par une lampe et, plus tard, par Téchappement des gaz brûlés : le pétrole
s'y volatilise sous Faction de la chaleur; 2^ dans les autres, la goutte de pétrole
distribuée par une pompe est pulvérisée par un injecteur d'air qui produit la gazéi-
fication.

Un inconvénient de ces moteurs est Tencrassement qui se produit quand la
combustion est incomplète ; on y obvie en réglant l'arrivée de pétrole sur le travail
strict de la machine.

L'allumage a lieu soit électriquement, soit par transport de flamme (moteurs
Brayton, Grob, Otto, Gnome, etc.).

Moteurs à essence de pétrole. — Dans ces moteurs, on sature à froid l'air
d'essences volatiles, telles que la gazoline, de façon à former un mélange com-
bustible ayant des propriétés voisines de celles du gaz d'éclairage.

L'essence de pétrole employée a une densité de 695 à 700 à 15** G.

Les moteurs à essence comportent un, deux, trois ou quatre cylindres et sont à
quatre temps (moteurs Daimler, Panhard et Levassor, Mors, etc.).

Dans les moteurs à pétrole ou à essence, le refroidissement des cylindres est
obtenu par une circulation d'eau ou, pour les petits moteurs, par des ailettes venues
de fonte avec le cylindre et la culasse.

VI
MOTEURS ÉLECTRIQUES

Les transports de force par l'électricité sont aujourd'hui très répandus, et nous
aurons fréquemment, au cours de cette étude, des exemples de pompes actionnées par
des moteurs électriques.

La théorie des moteurs électriques est intimement liée à celle des appareils pro-
ducteurs d'électricité. Au point de vue de la construction, ces deux genres d'appa-
reils sont identiques. Nous dirons donc d'abord quelques mots des machines généra-
trices,

L — GÉNÉRATRICES

On sait qu'un circuit fermé déplacé dans un champ magnétique devient le siège
d'un courant électrique. Le champ peut être dû soit à un aimant (machines
magnéto-électriques), soit à un courant (machines dynamo-électriques).

Les dynamos sont seules intéressantes au point de vue industriel, la difficulté
d'obtenir des champs importants avec les aimants ayant fait de bonne heure écarter
les magnétos.

Le déplacement d'un circuit fermé dans un champ s'obtient aisément par la
rotation. Ce procédé donne lieu à une particularité:

MOTEURS ELECTRIQUES 4b

Soit un champ magnétique de direction a et une spire s se déplaçant dans le
sens b {fig. 9).

La spire s prend par rapport à b des posi- f A

tions bien différentes. — j^-^^- ^— — v^

En 1, elle est placée dans le sens du — -/-^^ ZZ~-'iZj~~Sl

champ et n'est donc pas traversée par lui. Le Ç \

courant produit est nul. En 2, elle est normale I^ — '^à^ <fe>- - ^

à la direction 6; le courant produit est maxi-

_il.

-/■

mum, et son sens, indiqué par la flèche, est \^ /

donné par la règle du tire-bouchon de Max- I.~ Zr^^^lÂ^-Z^mZri

well(^). En 3, la spire est dans la même po- V^

sition qu en 1 : courant nul. En 4, le courant ^*^- ^•

est maximum comme en 2, mais de sens inverse.

Donc la rotation d'une spire dans un champ magnétique donne naissance à un
courant alternatif sinusoïdal dont la force électromotrice va de 0 à un maximum, puis

revient à 0 et repasse par un maximum égal au
premier, mais de sens inverse au premier, et re-
vient à 0.

La figure 9 bis met sous les yeux les varia-
tions successives du courant dont la spire est le
siège.

Si, par un artifice quelconque, nous faisons
changer le sens du courant au point 3, nous
aurons la courbe A', qui nous montre un cou-
rant redressé. Aux points i et 3 réunissons les deux courants produits, nous aurons
le courant continu.

Nous aurons donc deux catégories de génératrices : les génératrices de courant
continu et les génératrices de courant alternatif ou alternateurs.

A. Dynamos à courant continu. — La transformation du courant alternatif en
courant continu s'obtient en réunissant les deux extrémités du fil qui forme la ou les
spires tournant dans le champ magnétique à deux demi-bagues métalliques sur les-
quelles appuient des frotteurs ; ces frotleurs sont réunis au circuit dans lequel on
veut faire passer le courant. Les deux demi-bagues sont isolées Tune de l'autre et
toutes deux de l'arbre qui les porte ; elles sont disposées de façon que, lorsque le
courant change de sens dans la spire, les frotteurs reposent sur la matière isolante
qui les sépare ; de cette façon, lorsque la rotation continue, la demi-bague qui rece-
vait le courant d'un sens donné vient en contact avec le frotteur qui recevait précé-
demment le courant de sens inverse, et cela au moment où la spire passe dans une
position où le courant change de sens.

Cet appareil s'appelle commutateur redresseur ou, plus communément, col-
lecteur.

(1) Pour trouver le sens d'un courant induit, on suppose qu'on a un tire-bouchon placé dans la
direction du champ et qu'on le fasse tourner, de façon à renfoncer quand le flux augmente ou à le
retirer quand le flux diminue. Le sens de la rotation est le sens cherché.

\.e liux est la portion du champ (lui traverse le circuit.

46 (;énhramtés

Voyons maintenant quelle est, en pratique, la constitution dune dynamo. Prenons
pour exemple une dynamo Gramme, type inférieur.

Le courant inducteur ou producteur du champ passe dans une sorte d'électro-
aimant à deux bobines verticales; les noyaux de fer doux de ces bobines sont réunis
à leur partie supérieure par une armature métallique et terminés à leur partie infé-
rieure par deux pièces généralement en fonte, appelées pièces polaires, entre les-
quelles tournent les spires. Les pièces polaires sont disposées de telle façon
qu'elles laissent le moins de place possible, le moins d'entrefer, entre elles et la
partie tournante. Tout ce dispositif se désigne sous le nom d'inducteurs.

La partie tournante se nomme Yindiiit. L'induit se compose des spires destinées
à devenir le siège du courant à obtenir ; il est évident que plus leur nombre est grand,
plus la quantité de courant produite sera grande.

Chaque spire n'est pas naturellement rattachée au collecteur: on enroule le même
fil de façon à former plusieurs spires, les unes à côté ou au-dessus des autres, suivant
le type. Chaque fil, après cet enroulement, vient se fixer à une lame de collecteur.
Ensuite, pour former une autre série, on branche un second fil sur le premier et on
opère de même avec lui. Par raison de symétrie, il doit toujours y avoir un nombre
pair de groupes de spires.

Le collecteur se compose non plus de demi-bagues, mais de lamelles rayon-
nantes en nombre pair isolées les unes des autres par des feuilles de mica.

Les balais sont les frotteurs qui recueillent sur le collecteur le courant produit.
Ils sont formés soit de fils de cuivre assez fin, soudés ensemble à Textrémité reliée
à la ligne, soit maintenant, d'une façon plus générale, en charbon de cornue préparé
spécialement. Les balais sont enchâssés dans une armature métallique portée par une
douille isolée, et pouvant prendre un mouvement de rotation nécessaire à la mise en
place.

Lorsqu'on dispose les balais comme nous l'avons indiqué dans lexplication du
redressement du courant, on voit jaillir des étincelles entre eux et le collecteur. La
pratique a montré qu'on peut les supprimer en faisant tourner les balais légèrement
dans le sens du mouvement. L'angle dont on les fait tourner s'appelle l'angle de
calage.

L'arbre qui porte Tinduit et le collecteur repose sur deux paliers, quelquefois
venus de fonte avec la plaque de fondation, mais qui le plus souvent s'appuient sur
elle par une base cylindrique. Cette disposition facilite le montage.

La quantité de courant produite étant fonction du nombre de tours de l'induit, la
vitesse de rotation est toujours grande; les paliers doivent être munis d'un système
de graissage énergique (paliers à bagues;.

Excitation. — On nomme ainsi la production du courant inducteur qui doit
donner naissance au champ magnétique. La manière qui apparaît la première est
celle qui consiste à envoyer dans les bobines le courant d'une pile ou d'une magnéto.
C'est Yexcitation séparée. Elle est presque totalement abandonnée aujourd'hui.

Les noyaux des électro-aimants inducteurs conservent toujours un peu de magné^
tisme ; donc, si on fait tourner l'induit, on produit un courant ; ce courant est très
faible ; mais si, au lieu de l'employer directement, on le fait passer totalement ou par-
tiellement dans l'inducteur, on augmente le champ, et la dynamo s'excite d'elle-même.
Tel est le principe de V auto-excitation. Il y a différentes manières de la pratiquer.

MOTEURS KLRCTRIQIJES 47

1*^ Excitation en série. — Elle consiste à mettre rélectro-aimant inducteur sur
le même circuit que les appareils à alimenter. 11 est alors important, dans le
but de diminuer la résistance, de faire les enroulements assez courts et avec du
gros fil ;

2* Excitation en dérivation. — Son nom indique qu'une partie seulement du
courant est dévié, pour servir à Tinduction, au moyen d'un fil branché sur le circuit
principal. Là, il est bon d'employer un fil assez fin pour qu'il ne livre passage
qu'à une fraction peu importante du courant. On compense en augmentant sa lon-
gueur ;

3* Excitation compound. — Ce mode d'excitation est aujourd'hui très employé ;
c'est la combinaison des deux modes ci-dessus : en série avec fil gros et enroulement
court et en dérivation avec fil long et fin.

Caractéristique d'une dynamo. — C'est la fonction ou la courbe représentative
de la fonction qui donne la relation entre la force électromotrice e d'une dynamo et
la quantité d'électricité débitée ; on l'exprime par

e = r(^)'

11 est facile de l'obtenir expérimentalement. On met en marche une dynamo sur
les conducteurs de laquelle on a placé en série un rhéostat et un ampèremètre, et en
dérivation un voltmètre.

Si l'on a une dynamo-série, on verra que la force électro motrice est nulle avec
rintensité, et, si l'on rapporte ses différentes valeurs à deux axes, Tun horizontal
(intensité), Tautre vertical (force électromotrice), la courbe caractéristique passera
par l'origine. Puis, la force électromotrice croît proportionnellement aux intensités
jusqu'à un maximum ; elle décroît ensuite.

La caractéristique donne des renseignements précieux sur le régime et la puis-
sance d'une machine.

Travail d'une dynamo. — On sait que ce travail (en watts) est égal au produit
de la force électromotrice (en volts) par Tintensité (en ampères) :

W = E. I.

Si on compte ce travail pendant i seconde, on a la puissance de la dynamo.

Rendement des dynamos. — De même que nous distinguons pour les pompes
deux rendements (mécanique et volumétrique) , nous avons pour les dynamos :

i** Le rendement industriel, ou commercial^ qui est le rapport entre la puissance
électrique utilisable et la puissance totale absorbée. C'est le plus important à con-
sidérer dans un projet d'installation. Il peut atteindre 0,84 ;

2® Le rendement électriqxAe, rapport de la puissance électrique utile à la puis-
sance réellement produite. 11 peut atteindre 0,97 ; les pertes ne sont dues en effet qu'à
l'excitation.

Tout ce que nous venons de dire pour une dynamo bipolaire est également vrai
pour les dynamos multipolaires, c'est-à-dire pour celles dans lesquelles, au lieu
d'avoir deux électro-aimants seulement pour produire le champ F"*gnétique> on en a
4 ou 6 et même davantage.

Principaux types d*induits. — Nous ne parleron s pas des différents types

48 (iÉNÉn ALITÉS

d'inducteurs. Les différentes dispositions adoptées sont nombreuses et propres à
chaque constructeur.

Il y a trois types principaux d'induits : 1° annulaire ; â° à tambour ; 3** discoïdal.

1* Vinduit annulaire est celui que nous avons sommairement décrit. La spire
n'affecte pas toujours la forme circulaire ; elle est souvent oblongue. La partie métal-
lique sur laquelle elle s'enroule est faite avec des lames de tôles isolées par du mica
afin d'éviter les courants de Foucault.

Etant données la grande vitesse de rotation et la position des fils à la périphérie
de l'induit, on les serre au moyen de frettes pour empêcher la déformation sous
l'action de la force centrifuge. L'induit en anneau a deux grands avantages : sa
simplicité de construction et sa facilité de réparation.

2® Induit en tambour. — Au lieu d'être enroulé autour d'un anneau, le fil est
disposé sur un cylindre ou tambour plein, de manière à obtenir des circuits rectan-
gulaires, dont les grands côtés sont les génératrices du tambour, et les petits des
côtés de polygones étoiles, légèrement déformés à cause du diamètre du collecteur
d'un côté, et du diamètre de l'arbre de l'autre. Il y a autant de groupes de spires que
de lames de collecteur, et, comme chacun d'eux couvre deux portions opposées de la
surface latérale du tambour, celui-ci est recouvert deux fois par les fils ; la. partie la
plus rapprochée de l'axe sur les bouts est recouverte un grand nombre de fois, et
présente même pour cette raison une forme bombée. L'avantage de cette disposition
est que la surface intérieure des spires présentée au flux est maxima ; la quantité de
courant produite est plus grande. Mais cette disposition a des inconvénients nom-
breux : construction assez difficultueuse au point de vue de l'isolement, nécessité
d'un frettage robuste, création facile de courts-circuits qu'on ne peut trouver que par
un démontage complet de Tinduit.

3® L'induit discoïdal est construit de façon que ses spires tournent toujours en
ayant leur plan perpendiculaire à la direction du champ. L'induit est alors constitué
par des fils enroulés sur un plateau en carton en forme de secteur, et les inducteurs
sont des bobines placées bout à bout, et laissant entre leurs extrémités voisines un
espace suffisant pour le passage du disque.

Le manque de rigidité du carton oblige à ne tourner qu*à une faible vitesse ; il
devient nécessaire de n'employer ce dispositif que pour des dynamos multipolaires;
enfin il faut laisser un entrefer trop considérable entre deux bobines d'induction.

Les avantages de ce système résident dans la légèreté et dans la suppression
des supports en fer, qui amènent des pertes par les courants de Foucault et par
hystérésis.

Types de dynamos. — Les dynamos Gramme furent les premières construites.
Il en existe de plusieurs types qui sont tous à induits annulaires. Le plus ancien,
aujourd'hui abandonné, avait pour inducteur deux bobines horizontales fixées entre
deux montants verticaux. Ces deux derniers supportaient, au milieu de leur hauteur,
deux paliers sur lesquels reposait l'arbre de l'induit, portant extérieurement au bâti
sa poulie de commande. Le champ produit par les inducteurs était dirigé vers
l'induit au moyen de pièces polaires en fonte, fixées au milieu des deux bobines
inductives. De cette façon, l'induit occupait par rapport au champ une position
symétrique. D'où le nom de dynamo à flux symétrique donné à cette machine.

L'autre type Gramme ou type supérieur affecte une autre disposition. Les deux

MOTEURS ÉLECTRIQUES

bobines inductrices sont verticales et terminées en haut par des pièces polaires en
fonte, embrassant presque complètement Tinduit, qui tourne entré elles deux. Cette
forme des pièces polaires a l'avantage de mieux conduire le flux et de diminuer
Teffort d'attraction que produisent les bobines sur l'induit, et augmente la pression
sur les paliers. Cette dynamo rentre dans la catégorie de celles à champ dissymé-
trique. Nous trouvons également, dans cette catégorie, les dynamos Siemens, Ganz,
Edison, etc. La première et la seconde ressemblent assez au type supérieur Gramme,
avec cette différence que leur induit est enroulé en tambour. La dynamo Edison est
exactement celle de Gramme dans laquelle les pièces polaires et l'induit sont à la
partie inférieure. On obtient ainsi une machine beaucoup plus stable, attendu que
la partie tournante se trouve près du socle ; cet avantage est compensé par la nécessité
dans laquelle on se trouve d'isoler, par une pièce en métal non magnétique, les pièces
polaires du socle. On emploie pour cela de la fonte manganésée (i20/0Mn) ou du zinc.

Comme dynamos à champ symétrique, nous citerons ces machines : Manchester,
Pieper, Brown, Siemens, de dispositions assez simples et très connues.

Les dynamos multipolaires, assez peu différentes les unes des autres, com-
prennent presque toujours une carcasse polygonale en fonte ayant autant de côtés
qu'il y a de pôles. Ces côtés portent intérieurement des proéminences venues de fonte
avec eux, et sur lesquelles sont enfilées les bobines d'induction (Brown, Jaspar,
Pieper, Société Alsacienne, etc.).

D'autres, enfin, se composent de deux bâtis qui soutiennent des bobines paral-
lèles à l'arbre de l'induit (machines Desroziers, etc.).

B, Alternateurs. — Nous avons vu plus haut comment se produisait le courant
alternatif. L'alternateur est donc la machine génératrice la plus simple, et les cou-
rants alternatifs, pour leur simplicité, et pour bien d'autres motifs que nous verrons,
tendent à être de plus en plus employés.

Si nous considérons l'alternateur théorique, la façon de recueillir le courant est
simple. Tous les fils enroulés de façon à former l'induit viennent aboutir à deux
bagues qui forment le collecteur : ils
partent d'une bague pour revenir à
l'autre. Sur ces deux bagues frottent
deux balais, réunis chacun à une extré-
mité de la ligne à alimenter.

Voyons comment en pratique est
construit un alternateur {fig, 10).

Seize bobines sont placées face à
face, de façon qu'un pôle nord soit en
face d'un pôle sud et que sur le même
disque un pôle nord fasse suite à un
pôle sud. Considérons une spire tour-
nant entre des bobines.

En i, elle reçoit le flux magnétique d'avant en arrière ; comme elle se déplace
dans le sens de la flèche, on voit qu'entre deux lignes de bobines le sens du courant
ne change pas ; mais, quand la spire vient à passer en S, le courant induit change
de sens (2) jusqu'à N,.

LES POMPES. 4

FiG. 10.

30 GÉNÉRALITÉS

Si on recueille le courant produit, on voit qu il y aura autant de changements
de sens qu'il y a de pôles.

Excitation des alternateurs. — Les alternateurs s'excitent comme les dyna-
mos. L'excitation séparée est très employée, car elle facilite la régulation. En effet,
en faisant varier l'intensité du courant inducteur, on fait varier celle du champ et,
par suite, celle du courant.

L'auto-excitation nécessite une disposition spéciale : le courant alternatif n'étant
pas propre à l'induction, il faut faire usage d'un collecteur destiné à redresser une
partie du courant. L'auto-excitation se fait donc en dérivation.

Alternateurs a courants polyphasés. — Nous avons vu que les variations du
courant produit par le déplacement d'une spire dans un champ créé par deux pôles
(machine théorique) étaient représentées parla courbe AB. Si, au lieu d'une spire, il y

en a plusieurs, les courants produits
dans celles-ci ne seront pas maxima en
même temps. Traçons les courbes [fig, il)
qui représentent leurs variations A'B',
A"B", etc. Si rinduit tourne avec une vi-
tesse constante et si les pôles et les spires
FiG. 11. sont répartis à distances égales sur la

circonférence, ces courbes seront toutes
égales, mais déplacées simplement l'une par rapport à l'autre sur l'axe horizontal.
On appelle 'phase chaque partie de courbe dont les ordonnées sont de même signe,
et période le temps nécessaire pour parcourir deux phases. On exprime le retard
d'un courant sur le précédent par la distance horizontale qui sépare les ordonnées de
chaque courbe rapportée à la période. Ce retard se nomme le décalage.

Deux courants décalés d'un quart de période, tels que AB et A'^'B'", sont appelés
biphasés. Deux courants décalés d'un tiers de période sont appelés triphasés. D'une
façon générale, on peut obtenir des courants polyphasés. On n'emploie jusqu'ici d'une
façon courante que les biphasés et les triphasés.

On peut se rendre compte de ce qui fait la supériorité des alternateurs à cou-
rants triphasés en construisant une courbe totalisant celle des courants séparés;
cette courbe montrera que la quantité d'électricité produite est plus régulière
que dans une autre dynamo, et, comme on sait que la production du courant
s'oppose à la continuation du mouvement, le couple résistant sera aussi plus
constant.

Théoriquement, un alternateur à courant triphasé serait composé ainsi : un
inducteur ordinaire et un induit formé de trois bobines placées sur un anneau à
égale distance les unes des autres, et dont les extrémités des fils seraient reliées
chacune à une bague ; trois balais ramasseraient le courant sur les trois bagues.

En pratique, ces machines sont plus compliquées : il y a plusieurs séries de trois
bobines reliées de trois en trois aux bagues-collecteurs. L'inducteur a aussi un plus
grand nombre de pôles.

L'excitation peut se produire comme dans les alternateurs biphasés, soit sépa-
rément, soit en redressant une partie du courant produit. La première méthode est
plus employée, et généralement l'excitation séparée se fait au moyen d'une géné-
ratrice à courant continu.

MOTEURS ÉLECTHIUl'ES 51

II. ~ RÉVERSIBILITÉ DES MACHINES ÉLECTRIQUES. - MOTEURS

Si, au lieu de faire tourner une machine électrique pour produire un courant,
nous envoyons dans cette machine un courant, elle se met à tourner et peut entraîner
d'autres appareils. Une des premières applications de la réversibilité fut faite par
M. H. Fontaine, à l'Exposition de Vienne, en 1873. Une dynamo mue par un moteur
à gaz Lenoir fournissait le courant à une autre dynamo, devenue moteur, qui entraî-
nait précisément une pompe centrifuge.

Considérons la dynamo à courant continu théorique, et lançons un courant dans
les spires 1, 2, 3 dans le sens des flèches

{fig. 12). D'après la loi de Lenz, nous au- ^ ^.^^— A— O^

rons le sens du mouvement en prenant Tin- //^ y ^n\

verse de celui qui produirait le courant // /^^"^"^N, u

fourni. ^ Il / \^=:j\ <

On peut se rendre compte de la trans- ^ 1 v5=^ /il

formation de l'énergie électrique en énergie Vv V y II

mécanique en plaçant un ampèremètre sur ^\. — ^^^ //

le circuit de la dynamo dont l'arbre aura été _^'--_---^_

immobilisé : cet ampèremètre accuse une fio. 12.

certaine intensité de courant; si on aban-
donne l'arbre, il se met à tourner; Tampèremètre montre que l'intensité baisse, ce
qui prouve que le mouvement absorbe de l'énergie électrique. On exprime ceci en
disant que le moteur apporte dans le circuit une force électromotrice inverse de
celle du courant, une /*orc^ conire-ëlectromoirice (f. c. é. m.).

A, Moteurs à courant continu. — Rendement. — De même que pour les dynamos,
nous avons deux rendements à considérer :

1** Le rendement commercial^ ou industriel^ qui est le rapport de la puissance
fournie par l'arbre du moteur et, par conséquent, utilisable à celle qui lui est fournie
sous la forme de courant. C'est le plus important ;

2^ Le rendement électrique^ qui est le rapport de la puissance électrique trans-
formée en énergie mécanique à la puissance totale fournie au moteur.

Caractéristique des moteurs. — C'est la courbe représentative de la relation
qui existe entre la vitesse et l'effort résistant agissant sur l'arbre.

Excitation des moteurs. — L'excitation séparée n'est pas employée, car il fau-
drait deux dynamos pour faire marcher un moteur. Nous examinerons donc les diffé-
rents modes d'auto-excitation.

1^ Moteur à excitation en série, — Nous avons vu que le moteur excité en série
tournait en sens inverse de la génératrice quand on lui fournit le courant de même
sens que le courant produit. Il en est de même si on change le sens du courant, car,
en changeant le sens dans les spires de l'induit, on le change en même temps dans
les inducteurs ; la direction du champ magnétique est donc changée, et le sens delà
rotation résultante se trouve donc être le même que précédemment.

Considérons le couple moteur : si nous fournissons au moteur un courant de force
électromotrice constante, ce qui a lieu en général, l'intensité du courant est maxima

« -'^.i*: vu* i>»i»ywt jî: v.'U>«»i tu r.*nir *-ir«J^ -«: t'.iiç«*t ri!fiiK.aiiii

Trrffffrm 'rrmffrrr ?--f -* »- --7-- :--;^-^ ^^. - f*=''

^ 4. Le s.:L-r=-* ± =#;!i;re 1a dyzAn<y comme

r ' EL'-Ce^. L* ci-irai: f:.^r^ se r«utftire eo deux

f^rL-es de E*^::*? direct: :-c S: d:-oc on envoie

diiks îe E.-j4e:ir le x-ira^it de ic^me direction

^ qie ttriui q--*a pr^^iiraiu en*pIojè comme

^'^' '- gfî:»rratr::e, la dj>B»ri::a de ce coomnt étant

«a iLr:!.e dans l'induit et dans rindactenr, il

Vwif^'t a t/^-jft-^rr *rf; %i^fa% ir-rervr: ntais. comme le champ est de direction con-

Uifit^.. la r4al>^fo •* tr^^'ire r«iT*rrvé<r et se produit directement.

f}éf ffi^r;#e, %i f/fi t^/'irtih u& co'jraot de sens inrerse aa égarant emploTé directe-
f/#^rit, la r^A^Lou i^era eîi^,ort direct/:, car le sens aura change aussi bien dans Tinduc-
t^^r q'ie d^n% 1 induit.

I>a cara^ri/fri^tique d'un inoleur à excitation en série montre que, si. ponr une
^Jiar^^; iï*»v;% c^/ri%idérahle, le moteur marche à une certaine vitesse, cette dernière
stuiiut^jtU', [f^'Ji lorvju'on diminue le couple résistant, et qu'à vide la vitesse maxime
cni rn//dérée et emprunte peu d'énergie.

rr Moteurn à errjtiialion compfmnd. — ils jouissent des mêmes propriétés que
)** dewi iy\9*^ précèdent*. Si le couple résistant diminue, la vitesse s'accroîtra
fuoih'A q»ie fi^fiH fin uioU'jir série et plus que dan^ un moteur dérivation. La caraclé-
fi%tî/|»ie e».t ^'/^mprine entre le» deux autres; aussi, sous le rapport de Tuniformité de
\}§ ^\U'^^*% U% utoU'JtrH cj^mpound ne sont pas plus avantageux que les autres.

i" Afolei^rfs à exf'ilation composée, — C'est une excitation du genre compound
f\*iu% l'tqoelle \i*M courant» sont inverses dans les deux enroulements de Tinducteur.
lie it'VU', f«<;on, hi Tintensité augmente dans Tinduction par suite de la réduc-
Ut,u 'Je U force contre-électromotrice transmise, l'action des spires en série affai-
Mit Texcilation et réduit la vitesse, tandis que Tenroulement en série tend à Taug-
riienU/T.

Kfi combinant ces deux effets, on peut arriver à obtenir une vitesse constante
ifir|(''|>^rndanle de Teffort résistant. La caractéristique sera alors une droite parallèle à
Taxe hopizontal.

-(f

MOTEURS KLI'XTRIQUES ÎÎ3

Hbnvbrsrmënt dk la marche. — Nous avons vu que le changement de sens du
courant alimentant un moteur n'était pour rien sur le sens de la rotation ; mais, si on
change seulement le sens dans Tinduit ou dans Tinducteur, on change le sens de la
rotation.

Le renversement de la marche a une grande importance dans beaucoup de cas
(voitures et tramways), rarement dans la commande des pompes. Il s'obtient par un
décalage des balais et plus simplement en ayant deux paires de balais articulées aux
extrémités de deux leviers articulés sur un troisième. En agissant sur ce dernier
dans un sens ou dans Tautre, on amènera sur le collecteur soit Tune, soit l'autre paire
de balais.

Bien que toutes les dynamos puissent être employées comme moteurs, les cons-
tructeurs créent en général des types destinés exclusivement à servir de réceptrices,
c'est-à-dire de moteurs.

B, Moteurs à courants alternatifs. — Supposons que nous ayons deux alterna-
teurs A et B dont nous ne représentons schématiquement que les moitiés arrières
des inducteurs [fig. 14). Le sens de
la rotation de A étant déterminé,
on voit que le sens du courant in- j
duit créé est bien celui que la flèche
indique en a et h.

Si nous envoyons ce courant
dans un autre alternateur B, de
façon que la spire h le reçoive par
rapport à l'inducteur en sens in-
verse de ce qu'il est en a, en vertu / /
de la loi de Lenz la rotation se pro- ''
duira en sens inverse de celle qui ^*®* *^-
produirait ce courant; la rotation

qui produirait le courant serait du sens de la flèche ponctuée ; flnalement la machine
tournera dans le sens de la flèche pleine. On a donc la réversibilité des alternateurs.

Deux machines tournant dans les conditions ci-dessus sont dites synchrones,
c'est-à-dire que les changements de phases ou de sens de courant s'effectuent en
même temps; cela n'implique pas que les deux machines aient la même vitesse de
rotation ; en effet, si la génératrice a 8 pôles et la réceptrice 12, les deux machines,
pour être synchrones, devront faire dans l'unité de temps des nombres de tours dans

le rapport de 1 à — •

Excitation des moteurs a courants alternatifs. — On peut employer l'exci-
tation séparée ou l'auto-excitation en dérivation. Dans le premier cas, avantageux
seulement pour les grandes puissances, on peut se servir d'une petite dynamo indé-
pendante. On peut aussi atteler sur l'arbre du moteur une petite dynamo à courant
continu qui ne nécessite aucun autre moteur, mais qui ne peut fournir le courant
à la mise en train; cela nécessite des accumulateurs qu'on charge en marche
normale.

On peut produire l'auto-excitation, comme pour les génératrices, en redressant
une partie du courant.

54 GENERALITES

Proprietks des moteurs synchrones. — De la façon dont les réactions
des courants sur le champ magnétique se produisent dans un alternateur employé
comme moteur électrique, on peut tirer quelques conclusions très utiles en
pratique.

D'abord, il est impossible de démarrer même à vide quand les spires de Tinduit
sont en face des pôles inducteurs; même lorsqu'on ne se trouve pas dans ces con-
ditions, les impulsions au moment de la mise en marche, quoique Tintensité du
courant soit maxima, sont de faible durée ; aussi, dans tous les cas, il est nécessaire
de lancer le moteur. Il est donc indispensable de munir les machines à entraîner
d'embrayages qu'on peut débrayer pour supprimer toute résistance à la mise en
marche.

Quand ensuite on les embraye, il y a augmentation du couple résistant, et, par
conséquent, ralentissement de la vitesse ; si cette augmentation est faible, la dimi-
nution de vitesse a néanmoins provoqué une diminution de la force contre-électro-
motrice, d'où augmentation de l'intensité et reprise de la marche normale.

Si, au contraire, la surcharge est considérable, le ralentissement peut être tel que
la dynamo génératrice puisse prendre, par rapport au moteur, une avance égale à la
distance de deux pôles ; alors le courant que l'on continue à produire dans ces con-
ditions tend à faire marcher l'alternateur-moleur en sens inverse de sa rotation
primitive, et il s'arrête. Le moteur est dit hors phase.

Il ne faut donc charger le moteur que progressivement pour lui laisser prendre
sa vitesse de régime. La diminution du couple moteur n'a plus le même effet que
dans les moteurs à courant continu ; la vitesse ne pouvant pas dépasser celle de la
génératrice, si le moteur est en marche normale quand on débraye la ou les machines
qu'il commande, sa vitesse reste la même ; s'il n'y était pas, il y viendrait, à moins
qu'il ne soit hors phase.

Les moteurs synchrones sont les mêmes machines que les génératrices. Cepen-
dant certains constructeurs créent des types spéciaux d'alternateurs-moteurs. Une
machine Ganz spéciale a donné un rendement de 88 0/0.

Hoteura asynchrones. — Dynamo a courant continu employée comme moteur
A courant alternatif. — Nous avons vu qu'on ne change pas le sens de la rotation
d'une dynamo à courant continu et à auto-excitation quand on change le sens du
courant qu'on lui fournit. On peut donc employer les courants alternatifs pour l'ali-
mentation des dynamos à courant continu employées comme moteurs.

Ceux-ci ont l'avantage de ne pouvoir être mis hors phase, comme les précé-
dents, puisque le sens du courant fourni n'influe pas sur celui de sa rotation; ils
peuvent donc ne pas tourner à la même vitesse que la génératrice, et sont appelés
pour cela moteurs asynchrones.

ÉLi;VATION DR l/EAU PAR TRANSPORT

VII

ÉLÉVATION DE L'EAU PAR TRANSPORT

Baqudtage. — Le baquetage est le procédé fort ancien qui consiste à élever ou
transporter Teau dans des seaux ou des baquets. Il est évident que, pour obtenir un
bon rendement, on doit se servir de seaux le plus légers possible.

Dans ces conditions, d'après Peronnet, un homme ne peut travailler que
huit heures par jour et élever 5.750 litres d'eau environ à 1 mètre de hauteur par
heure, ce qui donne un rendement de 0,265. Le général Bergère donne 0,208, et
Laisné, 0,500.

Écope. — L'écope est une pelle légère, en bois ou en tôle, ayant des rebords
assez hauts pour contenir un certain volume d'eau qu'on lance d'un récipient dans
un autre situé plus haut. Son emploi a, sur celui du seau, l'avantage de ne pas
nécessiter le déplacement de l'homme qui s'en sert. Le rendement qu'on obtient avec
cet engin n'est cependant que très peu supérieur à celui du baquetage, à cause dés
mauvaises conditions dans lesquelles s'effectuent l'entrée et la sortie de l'eau à
élever. Un homme travaillant au maximum huit heures par jour ne peut élever
que 6.000 litres d'eau à l'heure, et donne ainsi un rendement de 0,275.

Écope hollandaise. — La différence entre l'écope ordinaire et l'écope hollandaise
consiste en ce que cette dernière est soutenue par un trépied et peut osciller autour
de son axe. Son emploi est limité aux cas où l'eau ne doit être élevée que d'une faible
hauteur. On obtient avec l'écope hollandaise un rendement de 0,69, ce qui corres-
pond à une élévation de 15.000 litres d'eau à 1 mètre en une heure. Le maximum de
la durée de l'effort, dans ce cas,

est encore de huit heures par ^ __-xâ^A

jour.

Seaux à bascule. — Afin de
diminuer l'effort nécessaire pour
puiser l'eau dans un puits peu
profond (2 à 3 mètres), à l'aide
d'un seau, on a suspendu ce der-
nier à l'extrémité A (fig, 15) d'une
perche articulée sur un support
C et ayant à son autre extré-
mité B un contrepoids. Tel est
le seau à bascule, encore appelé
puits des Maures.

L'homme tire de haut en bas sur la corde pour descendre et remplir le seau,
que le contrepoids fait remonter lorsqu'on abandonne le système à lui-même.

Fio. «5.

GÉNÉRALITÉS

D'après le général Morin, on peut élever avec le seau à bascule 60.000 litres
d'eau à 1 mètre en huit heures. Le rendement obtenu serait alors de 0,345. Navier
donne une élévation de 70.000 litres en douze heures, ce qui abaisse le rendement
à 0,270.

Picotah. — Le picotah est un appareil analogue au seau à bascule. Au lieu d'avoir
un contrepoids à l'extrémité de la perche, un homme se déplace sur cette perche et
produit ainsi le mouvement vertical du seau.

Manège des maraîchers. — Le manège des maraîchers sert à élever l'eau d'un
puits au niveau du sol au moyen de deux seaux attachés aux extrémités d'une même
corde {fig. 16). Les deux brins de cette corde passent sur deux poulies portées par
un axe horizontal situé au-dessus du puits, et écartées d'une distance suffisante
pour éviter la rencontre des deux seaux dans leurs mouvements de montée et de
descente.

>"^gj|i*;^

Fio. 16.

La corde est enroulée sur un tambour à gorge porté par un arbre vertical qui
est mis en mouvement à l'aide d'une flèche sur laquelle est attelé un cheval. L'incon-
vénient de ce système réside dans la nécessité de changer de marche chaque fois
qu'un seau est monté. On est arrivé à supprimer ces arrêts et ces changements de
marche en intercalant sur la commande un manchon à griffes et engrenages.

Le manège des maraîchers a un mauvais rendement, car il nécessite la
présence d'un homme et d'un cheval pour produire un travail assez faible.

Puits à seaux. — Le puits à seaux est du même genre que le manège des
maraîchers.

Une corde portant un seau à chaque extrémité s'enroule sur une poulie ou un
tambour à axe horizontal mû à la main.

Pour travailler dans de bonnes conditions, il faut qu'à vide l'appareil soit en
équilibre dans toutes les positions, ce qui n'a lieu qu'en faisant abstraction du poids
de la corde. Ce poids est insignifiant pour les puits de faible profondeur ; quand
celle-ci dépasse 4 à 5 mètres, on équilibre le système en attachant sous les seaux
une seconde corde de même longueur que la première.

ÉLÉVATION DE L'EAU PAR TRANSPORT

Pour diminuer Teffort qui doit s'exercer plus longtemps dans les puits très
profonds, on remplace le treuil ordinaire par un treuil à commande par engrenages.

Élévateur à grand débit. — Système Ghène. -- Le but de cet appareil est de
puiser Teau facilement dans les puits de toute profondeur et d'en obturer Torifice
pour éviter à la fois les accidents et la contamination de la nappe d'eau. La figure
d6 his indique clairement le fonctionne-
ment de l'ensemble.

Les seaux se composent {fig, 16 ier\.
d'une partie légère ou cloche renversée,
destinée à contenir l'eau et reposant her-
métiquement sur une partie lourde en
fonte, appelée « culot », affectant une
forme tronconique. Ce culot est directe-
ment accroché au câble par une tige,
tandis que le seau proprement dit est
réuni à cette tige par une paire de leviers
articulés.

Les seaux ainsi constitués sont sus-
pendus aux extrémités d'un câble en acier
B enroulé sur une poulie à gorge A.

Dans le fonctionnement, lorsque le
seau vide plonge dans l'eau, il y entre
verticalement, sans s'incliner, à cause du
culot pesant et pointu ; mais la cloche
légère surnage à la façon d'un flotteur et
se sépare du culot; l'eau y pénètre par
l'ouverture ainsi produite, puis la cloche
retombe par l'effet de son propre poids
sur son siège en captant l'eau. Si, à ce
moment, on renverse le mouvement de
la manivelle, on détermine l'ascension du
seau plein; arrivé dans l'enveloppe mé-
tallique, celui-ci s'engage dans l'une des
hottes tronconiques D de la table d'écou-
lement, et bientôt sa partie supérieure
vient buter sur un arrêt fixe E. Sous

l'effet de ce contact, les deux leviers qui enclenchaient le culot soulèvent la cloche
d'une quantité suffisante pour provoquer la vidange complète du seau sur la table
d'écoulement.

Avec cet appareil, on peut puiser l'eau dans une nappe moins profonde que la
hauteur des seaux, puisque leur emplissage se fait par le bas.

On en fait des modèles avec seaux de 16, 20, 35 et 50 litres; pour ces trois der-
niers, l'action de la manivelle n'est plus directe; elle s'effectue au moyen d'engre-
nages intermédiaires, réduisant la vitesse ; en outre, les deux plus gros appareils
sont pourvus de deux manivelles.

--^-^^ 1

Fio. 16 bis.

GÉNÉHALÏTÉS

Enfin, il existe un type pour la commande par un manège à cheval ou un moteur
à explosions ; les seaux peuvent y avoir des capacités de 35, 50 et même 80 litres,

avec des débits respectifs par heure de 3.600,
4.100 et 4.500 litres sur un puits d'une pro-
fondeur de 25 mètres. Ces débits se rappor-
tent à la marche au cheval ; les deux gros
modèles accouplés à des moteurs rendent 7 et
800 litres. Un système spécial de change-
ment de marche automatique permet d'utili-
ser le mouvement continu pour la montée et
la descente alternatives des deux seaux.

Les élévateurs Chêne sont pourvus d'un
cliquet extérieur manœuvrable à la main et
réversible, engrenant dans une roue à rochet
calée sur l'arbre de la poulie. Un récent per-
fectionnement rend ce cliquet automatique ;
placé à l'intérieur de l'enveloppe, il est à l'abri
des détériorations.

Dans certains cas, on pourvoit ces appa-
reils d'un système d'enclenchement consistant en un plateau calé sur l'arbre de la
poulie et portant une série de trous dans l'un desquels on enfile du dehors une
broche cadenassée avec le bâti.

FiG. 16 1er.

Chapelet incliné. — Le chapelet incliné {fig. 17) consiste en une chaîne à mail-
lons assez longs, portant chacun une palette en bois perpendiculaire à l'axe de la

Fio. n.

chaîne. Cette chaîne se meut sur deux axes horizontaux, et son brin inférieur traîne
dans un coursier incliné qui guide l'eau élevée. L'appareil est mis en mouvement par
la rotation de l'axe supérieur.

Les palettes sont de largeur un peu moindre que celle du coursier, de façon à
éviter les frottements. Le jeu donne naissance à des pertes d'eau, lorsque la vitesse
est faible. Il faut augmenter la vitesse jusqu'à donner à l'eau un certain courant.

Des expériences faites, il résulte que la vitesse la meilleure est de 1",50 par
seconde.

ELKVATÏON DE Ï/EAU PAR TRANSPORT

'^^^^T^

Chapelet vertical. — Le chapelet vertical est un appareil identique au précédent,
avec cette différence que les brins des chaînes
sont verticaux, les palettes circulaires, et que le
coursier est remplacé par un tube.

11 est nécessaire d'aller à une certaine vi-
tesse pour éviter les pertes. Le rendement ob-
tenu avec un homme élevant Teau d'un puits est
de 0,66:].

Diverses ma-
chines du même
genre ont été cons-
truites ; le principe
est toujours le
même.

Les palettes
sont tantôt rempla-
céespar des sphères
en caoutchouc, tan-
tôt par des disques de cuir armés de demi-sphères de
métal (fig, 18).

On a substitué aussi à la chaîne une corde, à la-
quelle on a fait des nœuds qui font office des palettes.

Chapelet à adhérence. — Dans ces chapelets
{fig. 19), Teau est élevée rien que par son adhérence sur
une sangle de toile sans fin que Ton fait tourner sur
un tambour placé au-dessus de Torifice du puits.

Fig. 18.

Fio. 19.

Fio. 20.

L'eau se déverse à la partie supérieure en vertu de la force centrifuge.

60 GKXÉHALÎTKS

Des expériences de Tresca sur une pompe de ce genre construite par M. de
Haussier ont donné, en puisant Teau à 14",6o :

Avec 1 homme à la manivelle, un débit de 15 litres et un rendement de 0,42 ;
Avec 2 hommes à la manivelle, un débit de 30 litres et un rendement de 0,53.

Norias. — Les norias sont des appareils connus depuis fort longtemps, qui
consistent simplement en des chapelets, dont les palettes ont été remplacées par des
récipients de formes et de dimensions très variées.

Le général Morin a joint à la description de la noria des Mahonais [fig, 20),
employée en Algérie, quelques données numériques que nous reproduisons ici.

Lanterne horizontale, diamètre i",i5

— hauteur 0 ,50

Roue verticale, diamètre 1 ,80

Profondeur du puits au-dessous du sol 10 ,90

Profondeur d'eau dans le puits 2 ,90

Hauteur d'élévation de Teau 8 ,00

Nombre de pots ou godets 70

Largeur d'un pot 0 ,30

Diamètre des pots : à la bouche 0 ,13

— au fond 0 ,10

Dans cette noria, le mouvement de rotation autour d'un axe vertical fourni par
un cheval est transformé en mouvement horizontal de la roue motrice au moyen
d'un engrenage à lanterne, comme il est facile de le voir sur la figure.

Un cheval attelé peut produire à l'heure, dans ces conditions, une élévation de

6.000 litres d'eau à 8 mètres de hauteur, autrement dit 480 poncelets. Le rendement

480

est donc . „.q = 0,330.

1.4on

Une des causes du faible rendement des norias et des chapelets consiste dans

la rentrée avec choc de l'eau dans les godets, et de sa sortie avec vitesse; mais,

dans le cas présent, on peut y remédier en diminuant un peu la vitesse de rotation

(ce qu'on ne peut faire pour les chapelets). Le rendement est encore diminué par la

perte d'eau due au balancement des godets et par les frottements. D'après Navier, ce

rendement peut être calculé par la formule :

II
R = 0,80 „ , ^,.. avec H ^ 4 mètres,

H étant la hauteur d'élévation de Teau.

On peut obtenir R = 0,60 avec la noria Gâteau tournant à la vitesse de 0",60
par seconde. Dans cette noria, les godets sont munis de couvercles inclinés pour
diminuer les pertes d'eau par balancement, pendant la montée. Gâteau a aussi
remédié à la difficulté du remplissage, due à l'air contenu dans les augets, en
plaçant au-dessus de chacun d'eux une soupape d'échappement qui se ferme, comme
le couvercle, au commencement du mouvement ascensionnel.

Pompe Lemaire. — Sous ce nom, on désigne une noria {Jîg. 21 à 24) dans

ÉLÉVATION DE F/EAF PAR TRANSPORT

laquelle les godets sont articulés par leur base à la chaîne sans fin qui les porte.
Chaque maillon porte un axe spécial qui passe dans deux oreilles, faisant corps avec
le godet, et placées au-dessous de lui, comme le montre la figure 24. Pendant la

' '^"^^b^wm^j^

Fio. 21.

Fio. 23.

Fio. 24.

montée, le poids de l'eau tend à ramener ces godets en dehors de la chaîne, et les
fait ainsi appuyer par un butoir disposé à cet effet sur Taxe qui réunit le maillon
au maillon suivant.

Le godet est facilement démontable, comme d'ailleurs dans la plupart des norias.

Vis d'Archimède. — La vis d'Archimède (/¥</. 25) se compose essentiellement
d'un noyau et d'une enveloppe cylindriques et concentriques, entre lesquels sont
enroulées une, deux ou trois surfaces hélicoïdales du même pas. L^es tangentes aux
hélices forment, avec le plan perpendiculaire à Taxe des cylindres, un angle de 60*", et
la vis elle-même est inclinée sur l'horizontale d'environ 45 0/0.

Pour en mieux comprendre le fonctionnement, réduisons la vis à un tube ST
enroulé suivant une hélice (/î^. 26). Si on le fait tourner dans le sens de la flèche

«2

r.ENKR ALITES

autour de Taxe XY, Textréinilé S, en plongeant dans Teau, va s'emplir, et son
contenu, en vertu de la gravité, va descendre en A. Considérons une molécule de
liquide m située en A. Continuons la rotation ; A décrit un arc de cercle et s'élève par

'il^^':

dsm&^mmmm^m^^m^^ÂmmmmMmi^

Fio. 25.

rapport au niveau, tandis qu une autre partie de Fhélice située vers Y s'abaisse. Il
s'ensuit que la molécule m étant sollicitée seulement par son poids va descendre
dans la partie qui s'est abaissée, et la résultante de son mouvement sera un dépla-
cement parallèle à XY.

Fio. 26*

Fio. 27.

D'après cela, il est facile de comprendre que la partie basse de chaque spire
seulement contiendra de l'eau, tandis que la partie supérieure contiendra de l'air. La
partie contenant de l'eau est l'arc hydrophore. Le plan tangent horizontal, mené par
le point le plus haut B d'une spire {fig. 27), rencontre cette même spire en un
deuxième point N, qui détermine la projection BCN de l'arc hydrophore, dont il est
facile de calculer la longueur ; cette longueur est fonction de l'inclinaison de la vis
sur le plan horizontal et de celle de l'hélice, par rapport à l'axe du cylindre. La lon-
gueur de l'arc hydrophore est nulle quand le plan horizontal en question coupe l'axe
de la vis suivant l'angle que la tangente à l'hélice fait avec un plan perpendiculaire
à ce même axe.

Cet appareil convient très bien aux faibles élévations; il a, en outre, l'avantage
de s'installer facilement. D'après Gauthey et Lemandé, un homme travaillant avec

ELEVATION DE l/EAL: PAK TRANSPORT

cette machine peut élever 110.000 litres d eau à 1 mètre de hauteur en huit heures,
ce qui correspond à un rendement de 0"»,64, qui, d'après le général Morin, peut encore
être augmenté.

Vis d'Archimède de M. Letellier. — Dans le but de régulariser l'entrée d air dans
la vis et de rendre ainsi son débit plus uniforme, M. Letellier a apporté à la vis
d'Archimède une série de modifications que nous allons exposer.

Le noyau [fig, 28j est beaucoup plus gros par rapport à la longueur, et il n'y a
qu'une surface hélicoïdale,
par conséquent qu'un seul
canal qui vient se terminer
à sa partie supérieure, au
centre du noyau, dans le
tuyau de refoulement. Ce
canal a une plus grande sec-
tion à la partie inférieure;
aussi, à mesure que l'eau
et l'air montent, le volume
admis à chaque tour étant
le même, et l'eau étant
presque incompressible par
rapport à l'air, le volume
ne change pas, mais celui
de l'air diminue jusqu'à ce
qu'il arrive à la partie su-
périeure, où, sa charge de-
venant plus faible, il se
détend, en expulsant le peu
d'eau qu'il a au-dessus de
lui avec une certaine puis-
sance.

Cette vis a donc l'avan-
tage de pouvoir élever l'eau
plus haut que la vis d'Ar-
chimède ordinaire, pour
deux raisons : 1° parce
qu'on peut l'installer de

façon que son axe fasse 70» à 75* avec l'horizontale au lieu de 40° à 45*> ; 2° parce
que l'eau en sort avec une certaine vitesse dirigée de bas en haut.

La figure 28 montre clairement sa disposition. Le mouvement de rotation
imprimé par un homme à la manivelle F est transmis par roues d'angle D' et D
au tuyau e situé dans l'axe de la vis, fixé, d'une part, à la partie supérieure du noyau,
et communiquant, d'autre part, avec le tube de refoulement par un joint ooy avec
presse-étoupe.

Fio. 28.

Boues éléyatoires. — Les roues élévatoires peuvent être avantageusement

64 GÉNÉRALITÉS

employées lorsqu'il s'agit d'élever l'eau en assez grande quantité, mais à une faible

! !

—

l J

' }

;

XTiXX

xxxx;

xars

Fio. 30.

Fio. 30 bis.

hauteur, par exemple pour l'irrigation des prairies. Elles peuvent être commandées
par une roue hydraulique motrice au moyen d'un engrenage retardataire.

ÉLÉVATION DE L'EAU PAR TRANSPORT 6R

Les principaux types de roues élévatoires sont les roues à augets {fig, 29) et les
roues à tympan {fig, 30). Leur fonctionnement et leur installation se voient aisément
sur les figures.

Avec une roue à tympan du genre de celle de la figure 30, on peut élever
500 litres par seconde à 3 mètres de hauteur avec un travail utile de 20 chevaux en
eau montée.

Le rendement en volume de ces appareils est de 0,40 à 0,50, et le rendement en
travail de 0,60 à 0,65.

LES POMPES.

CHAPITRE II
POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

1
GÉNÉRALITÉS

Avant de passer en revue les types les plus intéressants de pompes à nnouve-
ment rectiligne alternatif, il n'est peut-être pas sans intérêt de rappeler quelques
principes théoriques qui permettront de juger et de comparer plus aisément les types
ci-après décrits.

Aspiration-amorçage. — Quelle que soit la disposition de la pompe, Torgane
d'aspiration peut seulement faire Je vide aussi complètement que possible dans le
tuyau d'aspiration.

Il faut d'abord que l'eau monte dans le tuyau ; il faut ensuite que sa vitesse soit
assez grande pour qu'elle puisse suivre le piston.

Appelons :

Hg, la hauteur du liquide a pomper faisant équilibre à la pression atmosphé-
rique ;
h, la hauteur d'aspiration.

Dans une pompe idéale, à fonctionnement parfait, la charge qui déterminerait
l'ascension de l'eau serait Hq — A, et la vitesse d'ascension U = \/2<7(Hjj — /*) ou
U = 4,4 v'Hq — h. Ces valeurs sont notablement supérieures à celles de la pratique,
car il faut tenir compte du vide, qui n'est jamais absolu, des frottements dans les
conduites, de l'abaissement possible de la nappe d'eau, etc., etc.; il faut donc se gar-
der des trop grandes hauteurs d'aspiration, qui ont pour conséquence immédiate
d'entraîner une réduction de la vitesse de la pompe.

Appelons maintenant :

V, le volume engendré par le piston;

Ê, l'espace mort compris entre le piston, le corps de pompe et les soupapes

d'aspiration ;
jî, la hauteur à laquelle se trouve l'eau après quelques cylindrées d'air évacué;
h! [fig, 31), la hauteur de refoulement à partir des soupapes d'aspiration.

<;eneralites

Lorsque le piston est en haut de sa course et sur le point de redescendre, on a
un volume d'air ( V + «) à la pression H^, — x.

Lorsque le piston est en bas de sa course, on a un volume d'air e à la pression :

H.-.>(^>

11 faut, pour que la pompe s'amorce, que l'air puisse s'éva-
cuer, c'est-à-dire que l'on ait :

{\\-x)^-^^> H, + A';

la plus grande valeur de x est la hauteur même d'aspiration,
et l'on voit qu'elle est limitée par la relation :

h ^ H.

V +

V+e

FiG. 31.

Le second terme de l'inégalité est généralement faible, car
e est une toute petite fraction de V ; pourtant, dans certains cas,
comme par exemple l'élévation des liquides corrosifs, on est
amené à donner à l'espace mort une valeur très appréciable et à l'utiliser pour sous-
traire le piston à l'action directe du liquide.

C'est justement parce que la hauteur d'aspiration est théoriquement et prati-
quement limitée que, lorsqu'on installe une pompe sur un forage, il faut éviter de
prendre un modèle trop puissant, qui amènerait un abaissement de la nappe d'eau et,
par suite, une augmentation de la hauteur d'aspiration, et serait rapidement rendu
inutilisable.

En résumé, les conséquences des grandes hauteurs d'aspiration sont une réduc-
tion de la vitesse de la pompe et, par conséquent, de son débit, une exagération de
l'influence de l'usure des divers organes de l'aspiration, des chances d'insuccès lors
de l'amorçage, etc.

Il n'y a donc pas d'intérêt à avoir de grandes hauteurs d'aspiration.

Travail moteur à fournir au piston. — La vitesse de la machine étant supposée
constante, il n'en est pas de même de celle du piston.

Les efforts moteurs nécessaires pour élever ou abaisser le piston varient avec le
type de pompe adopté.

I. — Etudions d'abord le cas d'une pompe aapiranle elévatoire.

Soient :

P', le poids de la tige et de l'attirail, en tenant compte de la poussée de bas

en haut exercée par le liquide;
û, la section du piston;
h, la hauteur d'élévation de l'eau;
p, son poids spécifique ;

(D, la vitesse uniforme de rotation de la machine;
2c, la course du piston, double de la longueur de la manivelle

68 POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Pour une position quelconque du piston [fig, 32), on a :

a? = c (1 — cos co/),

d'où :

dx = (i)C . sin lût . dt^

et la vitesse du piston, à un instant quelconque, est donnée par
iûc . sin b)/.

Ceci posé, le travail moteur nécessaire à la montée du
piston doit suffire à entraîner la tige et Tattirail (soit P'rfor), à
vaincre les diverses résistances passives, frottements, pertes
de force vive..., qui, comme on sait, sont proportionnelles
au carré de la vitesse à Tinstant considéré (soit kv^dx), enfin
à effectuer le travail utile contre-balançant la différence de pres-
sions au-dessus et au-dessous du piston; cette différence peut
être considérée comme égale à pûA, quelle que soit la posi-
tion du piston.

Le travail élémentaire est donc :

pQh . dx ;
d'où enfin :

dCn^ = P'doc + hv^dœ -+- pQh . dx.

Reste à évaluer v^ :

v^ = o/^c^ sin^w^ = (ù^^c^ (1 — cos^wO = (i>^(2c — œ) x.

Si on remarque enfin que l'intégration doit se faire de a? =: o à a? = 2c, on aura,
pour valeur du travail moteur de montée,

^"' — / (f^' + P^^) d^ + hii>^x(c — x) dx,

ou, si on admet la constance de P' (pour plus de simplicité), on a :

(i)

^,n ---- 2Fc + ^IpQhc + -^ Ao.V.

A la descente, le travail moteur nécessaire (fourni d'ailleurs par le poids des
tiges) doit vaincre seulement les résistances passives et faire passer au travers
du piston, par la soupape d'orifice 9, le liquide qui se trouve dans le corps de
pompe.

La vitesse du liquide au travers de l'orifice sera — ; le travail moteur élémen-
taire sera donc :

rfC, = -f 2^ • (f )' dl + k'vMx - Y-cUc,

ou, en rempla(;ant v par sa valeur vdt par dx, et intégrant dans les limites voulues,
on a :

(2)

4 P û3

^^ = T" 1& -^ ''^'" + — ^'"'^' - ^P'^ '

GÉNÉRALITÉS 69

Le travail moteur total sera donc, pour une allée et venue du piston :

(3)

5 = 2pûAc + I (A + A>»c3 + I -^ ^' <o»c»,

et, comme le travail utile se réduit à 2pû/tc, on voit que le rendement sera d^autant
meilleur que {k + ^0 sera plus petit et d plus grand.

C'est-à-dire qu'il faut que Teau ait un mouvement aussi régulier que possible,
que les conduites soient aussi larges, aussi courtes^ aussi peu contournées que pos-
sible, qu'enfin les garnitures du piston soient bien faites et les soupapes de celui-ci
aussi larges que possible.

II. — Étudions maintenant les cas à'nne pompe aspirante et foulante {fig. 33).

Conservant les mêmes notations que tout à l'heure, on a
pour travail moteur à la montée :

(1)

Z-„, =J?'dx +pû (^ -t- x) dx -t- kv^dx.

ç;^ = 2P'c 4- 2pûc(/ + c) -t- ^ Aa,V.

A la descente, le piston plein doit refouler le liquide dans
la colonne d'ascension ; on a :

dÎDd = pu {h — l — œ)dx -\- k'v^dx — P'dx

(2) tBd = ^pilc[h — l—ç)+T^ k'oi^c^ — 2P'c.
Le travail moteur total sera donc :

Fig. :v^,

(3)

Ç^ zn 2pQhc 4^ - (A -f. k') oZ-^c^.

Influence de rinertie. — Soient :

P^ , le poids du piston, de sa tige et de l'attirail qu'il comporte ;

F, son accélération à un instant quelconque;

p et Y, le poids et l'accélération de la colonne liquide en mouvement.

P' 1)

A chaque instant, la résistance due à l'inertie sera de la forme — P = - y, et elle

9 U

sera positive ou négative suivant les çignes de V et y.

Nous sommes donc conduits à étudier le mouvement du piston, puis celui des
masses d'eau enjeu.

1® Mouvement du piston. — Si l'on désigne par cd la vitesse angulaire constante
de la manivelle, et par n le nombre de tours de la manivelle par minute, on aura :

0,= ^= 0,1047n.

70 POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Si Ton admet, eu outre, que la bielle est assez longue pour qu'on puisse négliger
son obliquité, le mouvement du piston sera le même que celui de la projection du
bouton de la manivelle sur la tige du piston.

Si r est la longueur de lia manivelle (i /2 course du piston), l'accélération centri-
fuge du bouton de manivelle sera a>^r, et l'accélération tangentielle sera nulle.

Donc enfin l'accélération du mouvement du piston sera, à chaque instant, donnée
par;

(A) r = (oV cos tût.

Il sera facile, en évaluant t comme fraction du temps nécessaire pour décrire
un angle de 180°, d'avoir les valeurs angulaires tat et d'en déduire T.

2"* Mouvement de l'eau. — Ce mouvement dépend de la forme et de la longueur
des conduites et des soupapes, ainsi que du mouvement du piston lui-même.

Soient :

û et Û', les sections du piston et du tuyau d'aspiration,

Vt et t?'r, les vitesses, à l'instant «, du piston et de l'eau ; on doit avoir :

d'où

dt dt

On en conclut que l'accélération de l'eau dans les conduites d'aspiration est
donnée par :

(B) v^ = coV . — cos lût.

Du côté du refoulement, le raisonnement est le même, de sorte que, si l'on
désigne par Q" la section de la conduite de refoulement, l'on a, pour l'accélération de
l'eau dans cotte conduite :

û
(C) y4 rncoV . ^ cos tût.

Le mouvement du piston étant varié, il en sera nécessairement de même pour
celui de l'eau, et il semble, par suite, que les effets de l'inertie ne se peuvent res-
treindre que par une diminution notable de la vitesse a>.

Si pourtant on arrivait, par un procédé quelconque, à rendre sensiblement
constante la vitesse de l'eau, l'accélération et les effets de l'inertie tendraient à
s'annuler : c'est là le rôle très important des réservoirs d'air, dont nous allons dire
quelques mots.

Réservoir d'air. — L'action régulatrice du réservoir d'air est facile à com-
prendre : l'air, en se comprimant, lorsque la force vive de l'eau en mouvement devient
trop grande, absorbe une partie de cette force vive : il la restitue, en se détendant,
lorsque au contraire le mouvement de l'eau tend à se ralentir outre mesure. C'est, en
somme, im volant auquel on ne peut demander de rendre absolument uniforme le
mouvement de l'eau, mais qui peut être étudié de manière que le débit et la pression
du liquide varient dans des limites très rapprochées.

GÉNÉRALITÉS 71

Placé sur Taspiration, le réservoir d'air entraîne une diminution de la hauteur
d'aspiration (car on ne peut plus faire le vide absolu) ; mais le fonctionnement a lieu
sans chocs et plus avantageusement.

Placé sur le refoulement, le réservoir d'air régularise le débit, éteint les chocs et
maintient dans des limites convenables les pressions du liquide à chaque instant.

Les dimensions des réservoirs d'air dépendent naturellement du type de
pompe adopté.

Soit (fiy. 34) 1-1 le niveau inférieur de l'eau dans le réservoir d'air, niveau cor-
respondant à la fin de la période de réaction de l'air lorsque, la vitesse du piston
s'étant ralentie, le débit tendait à trop diminuer.

Soit 2-2 le niveau supérieur de l'eau dans le réser- ^ N.

voir, niveau correspondant à la fin de la période de 2 j 2

compression de l'air lorsque, la vitesse du piston 1

s'étant accrue et le débit devenant trop fort, le réser- gigjgjjj -

voir a dû emmagasiner une partie du liquide. gL'^^^'^j^g^fer^ - ^^i'^"""

Soient Vp p^ et r^, pj, les volumes et pressions de l:~;^ -7^73^^^^:.- ^^ -" .
l'air remplissant le réservoir dans l'un et l'autre des Fio. 34.

deux cas précédents.

Cherchons le volume d'air r, à la pression p, qui doit remplir le réservoir pour
que la différence des pressions p^ et p^ soit fixée à une certaine fraction X de la pres-
sion moyenne, par exemple :

Le volume d'eau emmagasiné par le réservoir est une certaine fraction p. du
débit Q, fraction qui dépend de la nature même de la pompe et de son fonctionne-
ment ; soit :

(2) v,^v,-. J.Q.

Si on remarque qu'on a, de plus {v et p étant des moyennes),

(!') P,+P2=^P

(2') t?^ -f Uj = 2t?

et que la loi de Mariotte justifie l'égalité des rapports :

Pi + Pi ^2 + ^1 ^P -»

on a, en définitive,

(3) Iv = J.Q.

Or X varie généralement de zr. à -—) maintenant ainsi les pressions extrêmes dans

i , 1

le voisinage de la pression moyenne avec une tolérance maxima de ^ - à -— - ; Q, dé-
bit de la pompe, est bien connu; il ne manque, pour déterminer r, que la connais-
sance de |iL, qui dépend essentiellement de la nature de la pompe. .

Cherchons à calculer les valeurs de {x dans quelques-uns des cas les phis fré-
quents en nous fixant un débit Q à obtenir par tour de manivelle, quel que soit le

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

cas considéré, en admettant que cette manivelle soit animée d'une vitesse constante,
et en appelant 6 l'angle qu'elle fait avec la verticale, cet angle étant compté positive-
ment dans le sens déjà adopté précédemment.

i® Pompe a simple effet. — Elle donnera le débit Q pour un demi-tour de

manivelle; à chaque instant le débit élémentaire sera donné par ^ sin ôefô, et on
aura :

Q = ^ râin Mf).

Il suffit donc, pour représenter graphiquement Tallure de la pompe — quant au
débit — de porter en abscisses les valeurs de 6 de 0 à Stt, et en ordonnées les débits.
Nous adopterons une échelle que nous conserverons dans tous les cas suivants.

La sinusoïde (fig. 3o) et Taxe déterminent Taire représentative du débit total.

Si la vitesse de Teau était uniforme, le débit devrait être représenté par un

rectangle de hauteur ^•

FiG. 35.

Le réservoir d'air devra pouvoir emmagasiner la quantité d'eau représentée par
la somme des aires hachées sur la figure 35 ; soit q cette somme, on aura q =: jxQ,

d ou ji. z= Q-

Evaluons q ; il est donné par la formule

^ = V f(i-sin6).Z6+jf(sinO-l)A

et 6 est défini par l'équation :

sine^ = *» d'où 0^=18^34'.

Si Ton effectue l'intégration, on trouve en définitive

,* =(cos 9, + ^ _ l) + (cos e, + ^ - i)

r.ÉNÉRALÏTÉS

soit environ ft = 0,60.

2** Pompes a double effet. — Le débit est ici assuré par un tour complet de la
manivelle, les dimensions du piston et sa course doivent être réduites, et le gra-
phique représentatif {fig. 36) comporte deux sinusoïdes dont la flèche n'est plus

que -j' On a, en somme :

Q = ./9

sin bdh.

yffTlilf^

FiG. 36.

Le raisonnement est exactement le même que tout à Theure, et je n'y reviendrai
pas ; on a :

9 =[^2'

avec

Ici, ^^ est donné par Téquation

sm 0. = -j

d'où

0< == 39^33',

et, si on effectue l'intégration, on trouve :

jx = (cos 9, -j- ^ - l) + (cosO, + ^ - l)

4Q,

[jL = 2 cos 6^ ^ * — 2,

Boit [i. = 0,42 environ.

3° Deux pompes a simple effet accouplées a 180^. — Chacune d'elles devra

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

pouvoir assurer le débit ~ en un demi-tour de manivelle. L ensemble fonctionnera

comme la pompe à double effet précédemment étudiée.

4® Deux pompes a double effet accouplées a 90**. — Chacunes d'elles devra

assurer le débit ~ pour un demi-tour de manivelle ; la flèche des sinusoïdes repré-
sentatives sera de seulement

Les débits élémentaires seront, à un instant donné :

sin 0</0

-^sin(| + e)

(10.

Le débit élémentaire total est donc donné par leur somme, et Ton devra consi-
dérer quatre périodes identiques, pendant lesquelles les manivelles décriront un
quart de circonférence. Le débit total sera :

Q = 4|2vi.sin(| + 0)

(19.

Fio. 37.

Le graphique figure 37 montre la succession des arcs de sinusoïde qui donnent à
chaque instant le débit total. Comme le rectangle équivalent correspondant à la
vitesse uniforme de Teau est toujours le même, nous aurons, en raisonnant comme
précédemment :

avec

ô^ étant donné par Téquation :

sin(^-f.6^W-4- d'où

ô^ = 19M0';

(iÉNÉRALITÉS 75

et, en eiïecluant les intégrations, on trouve :

!x = 2v'2cos(j+6.) + **^--2,

soit

{X = 0,08 environ.

5** Trois pompes a double effet accouplées a 120°. — Chacune d'elles devra

assurer un débit -^ pendant un demi-tour de manivelle, la flèche des sinusoïdes

serait ~|-

Les débits élémentaires, choisis de manière à être tous positifs — ce qui existe
en réalité — sont, à un instant donné :

^ sin ôrfO, ^ sin (120 + 6) db, ^ sin (60 + 6) db.

On devra donc considérer six périodes identiques, et le débit total sera donné par :

..GO

Q = % I ^ 'sinô + sin(120 -f 6) + 8in(60 -{- 6)]rfe,

ou, en sommant les sinus,

Q== 6 / ^sin(60 + ô)rfe.

6J I sir

Je n'ai pas tracé le graphique, analogue au précédent, avec six arcs de sinusoïde
au lieu de quatre.

Nous aurons, de même que plus haut,

avec

Sr?_8in(r)O + 0)lrfÔ 4- / -^rsin(60 + 6)— ^le/O.
0 »i

b^ sera donné par Téquation :

sin (60 + 0^) = ~, d'où 6, = 12U4',

et, en effectuant les intégrations, on trouve :

jx = 4 cos (60 + 6^) + ^ — 2,

soit :

jA r= 0,04 environ.

On pourrait étudier par le même procédé tout groupement de pompes à simple
ou à double effet.

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Passons maintenant en revue quelques-uns des types les plus intéressants parmi
les pompes à mouvement alternatif.

POMPES A BRAS

Pompe de ferme Jacob et Bookev {fig. 38). — C'est un appareil robuste, simple,
d'un démontage facile. Les soupapes hémisphériques
d'aspiration II et de refoulement H' reposent sur des
sièges de caoutchouc armés d'une rondelle métallique.
Elles sont maintenues dans leur position normale par
des boulets bien visibles sur la figure.

La chambre d'admission C ne laisse pénétrer que
les corps de dimensions assez restreintes pour pouvoir
circuler dans l'appareil sans le détériorer. Le corps de
pompe et le tuyau de refoulement sont réunis par deux
barres d'attache, dont la liaison est assurée par un
boulon O, pouvant se déplacer dans une coulisse com-
mune, de manière à permettre de faire varier l'écarte-
ment des deux tuyaux. Le piston plongeur n'a pas de
garniture, la tige de pompe T le traverse, et lui est
fixée par un simple étrier Z. En D, une soupape,
fermée par un poids qu'on peut soulever au moyen
d'une corde, permet la vidange de l'appareil. Enfin
l'emboîtement B des divers tronçons du tuyau de refou-
lement est des plus simples : la partie supérieure d'un
tronçon est évasée, la partie inférieure de l'autre s'y
emboîte ; le joint est constitué par une rondelle de
caoutchouc placée dans une gorge.

^^ Pompe à double effet Amos et Smith. — Cette
pompe se compose, comme le montrent les figures 39
et 40, de deux cylindres, dont l'un est en relation par
sa partie inférieure avec le tuyau d'aspiration A, tandis
que l'autre communique par sa partie supérieure avec
le conduit R de refoulement. En outre, les deux cy-
lindres sont mis en communication par un passage C,
qui réunit le haut du premier et le bas du second.
Deux pistons P et P' se meuvent dans ces cylindres ;
ils sont accouplés sur un bras de bronze claveté sur un arbre LL' ; il faut remarquer,
car c'est là l'intérêt du système, que le volume compris entre les deux pistons est
essentiellement variable : minimum dans le cas de la figure, maximum lorsque P' est

POMPES A BRAS

en haut et P en bas. Les soupapes des pistons s'ouvrent toutes deux dans le même
sens : de bas en haut, et leur course est limitée par une butée oblique vissée à côté
de leur siège.

L'arbre oscillant LL' traverse
la cloison qui sépare les deux cy-
lindres dans une garniture de cuir,
et sort du corps de pompe dans des
presse-étoupes visibles sur la coupe
horizontale.

Le mouvement est communiqué
à cet arbre soit par un levier à main
F, soit par une manivelle et un en-
grenage, suivant les dimensions de
la pompe et Tusage auquel elle est
destinée.

Le mouvement de Teau est con-
tinu, comme on peut le voir en étu-
diant le fonctionnement de cet ap-
pareil : supposons qu'on agisse sur
le levier dans le sens de la flèche F,
le piston P va descendre pendant
que P' montera. L'ascension de P'
refoule de Teau. Pendant le mouve-
ment, le volume de l'espace C aug-
mentant, la soupape à* s'ouvre et C
se remplit d'eau. Il en est ainsi jus-
qu'au moment où les pistons re-
partent en sens inverse. Alors P
aspire une certaine quantité d'eau
pendant que, le volume de l'espace C
diminuant, l'eau qui le remplit sou-
lève la soupape s' et est refoulée au-dessus du piston P'. Grâce à la continuité du
mouvement de l'eau toujours dans le même sens, le rendement de l'appareil est bon.

Il est de plus facile, comme on le voit sur la figure 2, d'atteindre et de réparer,
le cas échéant, les pistons et leurs soupapes.

3** Pompe à balancier Gzermach (fig. 41). — Cette pompe, construite par la
maison Gzermach, de Tepliz (Bohême), et dont un modèle figurait à l'Exposition
de 1900, se rapproche beaucoup de la précédente.

EUle se compose d'une capacité en fonte comprenant une chambre centrale, deux
corps cylindriques horizontaux, dans lesquels se déplacent deux pistons, et deux
chambres latérales mises en communication par des clapets, l'une avec l'aspiration,
et l'autre avec le refoulement. Chaque chambre latérale est en communication directe
et constante avec les corps cylindriques, et elles communiquent de plus librement
entre elles au moyen d'un conduit extérieur {fig. 41).

Les pistons sont articulés directement, chacun, au moyen d'une bielle, aux deux

Fio. 39 et 40.

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Jfe/aulemenl

extrémitcs d'un balancier qui, dans sa position moyenne, est vertical; ce dernier est
de plus claveté sur le même arbre que le levier extérieur par lequel on actionne la

pompe.

.- '" "^"-^-. Voyons-en le fonctionne-

' " «. ment. Supposons la pompe amor-

cée, et amenons le levier dans sa
> position extrême à droite ; les
deux pistons s'écartent, ils font
le vide dans la chambre centrale,
et le clapet d'aspiration de gauche
s'ouvre, tandis que l'eau, refoulée
sur la face du piston de droite, a
passé par le conduit de commu-
nication sur l'arrière du piston
de gauche, et a, par conséquent,
été refoulée parle passage qu'elle
s'est ouvert en soulevant le clapet
de refoulement de gauche. Dans
la course en sens inverse, le rap-
prochement des pistons chasse
par le clapet de refoulement de
droite l'eau contenue dans la
chambre centrale, tandis que le
vide produit sur l'autre face des
pistons provoque l'ouverture du
clapet d'aspiration de droite et le remplissage des deux chambres latérales.

Cette pompe, dont on construit des modèles dans lesquels le diamètre des pis-
tons varie depuis 25 jusqu'à 50 millimètres, sert surtout au transvasement des vins.

4° Pompe Audemar-Ouyon. — Cette pompe, à courant continu, se compose

Fio. 42.

Fio. 43.

POMPES A BHAS

[fig, 42 et 43) de deux cylindres venus de fonte d'un seul jet, dans lesquels se
déplacent deux pistons à boulets. Les pistons
sont mus par un même balancier oscillant autour
d'un axe intermédiaire; ils ont donc des mouve-
ments inverses ; grâce à l'obliquité des deux cy-
lindres, il suffit d'un faible jeu à Tattache des
tiges sur le balancier pour compenser la flèche
de leur déplacement.

Le liquide se déplace toujours dans le même
sens au travers de larges orifices ; aussi cet ap-
pareil est-il très applicable à l'élévation des
liquides épais ou chargés de matières solides. La
pompe est très ramassée, peu encombrante, facile
à transporter: la manœuvre en peut être faite,
suivant les cas, par un ou plusieurs hommes.

Pour les plus grands débits, il a été créé un
modèle industriel, dans lequel (/î^. 44) les deux
corps de pompe sont parallèles, la partie supé-
rieure du cylindre de refoulement servant de ré-
servoir d'air. Le principe est exactement le
même ; les pistons travaillent — comme ci-dessus
— dans des fourreaux en cuivre garnissant les
cvlindres.

5° Pompes Ward. — Ces pompes, construites
par MM. Lee, Howl et C«®, sont à simple ou à
double effet, avec réservoir d'air intérieur venu
de fonte avec le corps de pompe. Les organes de
manœuvre sont des leviers du
deuxième genre ou des mani-
velles, ou enfin, pour les plus
grandes hauteurs, des engre-
nages et une manivelle. Le cy-
lindre dans lequel se meut le pis-
ton est indépendant du corps de
pompe, le piston est plein. Les
appareils ont été étudiés de ma-
nière à laissera l'eau un passage
aussi grand que possible ; les sou-
papes sont aisément accessibles.
Les figures 45 et 46 représentent un type à
manivelle, à simple effet et à réservoir d'air.

Les figures 47 et 48 donnent la section d'un
modèle à double effet, destiné à être fixé sur une
paroi verticale.

Fjg. i5.

Fio. 44.

Fio. 46.

80 POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Enfin la figure 49 donne Tensemble d'une pompe Ward à double effet à engre-
nages pour fortes hauteurs.

Fio. 47 et 48.

FiG. 49.

Tous ces modèles peuvent être posés sur le sol ou fixés à des parois verticales.

G<^ Pompe à manivelle De Ryoke. — Cette pompe, destinée à la marine, et
employée à bord d'un assez grand nombre de navires des États-Unis, a été étudiée
dans le but de pouvoir envoyer sous forte pression une quantité d'eau assez considé-
rable au moyen d'un appareil robuste et peu encombrant.

Les figures 50 et 51 donnent très clairement la disposition de cette pompe : on
voit qu'il y a quatre pistons, deux à deux (B et B') sur la même tige et croisés. Les
tiges B et C traversent les pistons qu'elles ne supportent pas, au travers de presse-
étoupes qu'on peut aisément visiter. Suivons le fonctionnement de la pompe en par-
tant de la position de la figure.

1** B et C, d'une part, B' et C, d'autre part, se rapprochent : les clapets du
piston B et la soupape b^ s'ouvrent, les clapets du piston C et la soupape b^ se
ferment. 11 y a alors aspiration par b et par A^ô^, en même temps que refoulement
par A3 et A^ ;

2° Dans la seconde partie du mouvement, B et C, d'une part, B' et C, d'autre
part, s'écartent ; les clapets du piston C et la soupape b.^ s'ouvrent, les clapets du
piston B et la soupape b^ se ferment. Il y a alors aspiration par A3 et refoulement
par ^2, Aj et Ag.

Grâce à cette disposition, la variation de l'espace compris entre les pistons est
double de la course de ceux-ci, ce qui permet de réduire — à capacité égale — les
dimensions de la pompe.

A la vitesse de 20 révolutions par minute, les hommes peuvent très bien assurer
le service de cette pompe sans fatigue. Dans certains cas, il est nécessaire d'aug-

POMPES A BRAS 81

menter la vitesse. M. de 'Rycke a obtenu ce résultat par un accélérateur qu'il a fait •

FiG. 50 et 51.

VJ €D

Fio. 52 et 53.

breveter, et que les figures 52 et 53 représentent.

LES P0MPI8

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

' L'arbre D a été lourné à ses extrémilés, de manière à pouvoir recevoir des
bras Ef qui, par rintermédiaire de supports e^, soutiennent un arbre de transmis-
sion E. Deux roues dentées e^ fixées sur cet arbre, peuvent engrener avec celles de
Tarbre D, et il suffit de mettre aux manivelles de cet arbre de transmission E un
assez grand nombre d'hommes pour donner à la pompe une vitesse suffisante pour
combattre un incendie.

Les deux engrenages sont dans le rapport de i à 2. Les roues dentées e sont
maintenues engrenées au moyen de la clavette e^. Lorsqu'on veut se servir de la
pompe simple, on enlève 6,, on désengrène e, on place e^ dans la coulisse e^, et on
relève tout l'ensemble dans la position indiquée en pointillé sur la figure 53.

7** Pompe James Watson. — Cette pompe, si l'on en croit son auteur, peut fonc-
tionner à simple comme à double effet, et pour des débits très variables ; elle peut

s'employer comme pompe à incendie. Les figures 54
à 56 sont relatives au type à simple effet. Le coiïrage A,
en cuivre ou en fonte, repose sur la boîte à clapets G
et renferme le corps de pompe D et un tuyau de refou-
lement F. Le piston E, mû par un procédé quelconque,
se déplace dans le corps D. La boîte à clapets G est
partagée en deux parties égales par une cloison dia-
métrale g' ; sa paroi inférieure est percée d'un trou B,
tandis que la paroi supérieure, qui sert de siège aux
deux clapets I et H, comporte deux orifices J, J, des-
tinés à assurer le passage de l'eau dans le refoulement.
La cloison a^a^ isole le corps de pompe du reste du
coffre, tout en permettant la communication par JJ et
H avec les deux compartiments de G.

Lorsque le piston E monte, H se lève ; l'eau rentre
par B et vient remplir le corps de pompe; puis, lorsque
E redescend, H se ferme, l'eau rentre par JJ dans le
second compartiment de G, soulève I et monte dans le
refoulement E.

Les pompes du petit modèle ainsi construites sont
facilement maniables; elles sont, de plus, faciles à
transporter, puisqu'elles se réduisent à n'être extérieu-
rement qu'un étui cylindrique.

M. Watson a modifié très sim-
plement cette disposition en vue d'ob-
tenir le double effet {fig. 57 à 60). Il
a ajouté au type précédemment décrit
un cylindre auxiliaire L en communi-
cation par sa partie supérieure avec le
corps de pompe D [fig. 58) et deux
soupapes accessoires H' et V sur le
fond inférieur creux de la pompe [fig. 60). Des cloisons [fig. 59) divisent en trois
compartiments la partie inférieure de la pompe, et ces compartiments ont les fonc-

/ —d

VïQ. ."14, OD et *)6.

POMPES A BHAS

lions suivantes: Q met en relation le corps de pompe D, la soupape 11, et Torifice J,
de passage direct ; R met en
relation le cylindre auxiliaire
L, la soupape H et le passage
direct J ; S, enfin, met en com-
munication le coffre A et le
tuyau de décharge avec les
deux soupapes I, T, d'évacua-
tion.

On voit qu'ainsi le fonc-
tionnement est bien simple. A
la montée du piston E, Teau
est aspirée par H, et monte
dans le corps de pompe D ;
mais, pendant ce temps, Teau
qui était au-dessus du pislon
est refoulée dans L, traverse
le passage J, passe en dessous
des soupapes I, T, les soulève
et passe dans les tuyaux de
refoulement.

Inversement, à ladescente
du pislon E, Teau de L passe
par la partie supérieure dans
D, la soupape H s'ouvre et
Teau aspirée remplit L. Mais,
pendant ce temps, le piston
refoule par J' l'eau qui est en
dessous de lui, et cette eau,
après avoir soulevé les sou-
papes I, est évacuée.

8° Pompe à vins A. Del- ^''o. 5i, 58, 59 et 6o.

peyrou. — Le cuir dont on se

sert dans les pompes ordinaires pour garnir les clapets, les pistons et les joints, ne
se conserve en bon état pendant les arrêts de l'appareil qu'à la condition d'être
fréquemment graissé.

C'est ce graissage particulièrement gênant dans le cas de pompes destinées au
pompage des vins que M. Del peyrou a voulu supprimer en créant la pompe à soufflet
et soupapes sphériques représentée figure 61. Le soufflet et les soupapes sont en
caoutchouc Para, tous les accessoires sont émaillés ou caoutchoutés.

Le soufflet est constitué par une lentille creuse en caoutchouc d'une seule
pièce. Les parois sont lisses et leur épaisseur varie avec le refoulement demandé à
l'appareil.

La pompe elle-même a la disposition de la pompe à incendie, et la simple inspec-
tion de la figure permet d'en comprendre le fonctionnement. La lentille de caout-

POMPES A MOUVEMENÏ ALTERNATIF

chouc (le soufflet) est en communication à la fois avec Tas pi ration et avec le refoule-
ment de la pompe ; dans la position de la figure, Taspiration a lieu à droite, et le
refoulement à gauche.

Kir., (il.

La pompe dont il est ici question est de dimensions restreintes; elle est montée
sur quatre roues et peut être aisément déplacée; enfin elle est largement capable
d'élever à 5 mètres de hauteur 18.000 litres à Theure. Le soufflet de caoutchouc
semble bien résister au travail qu'il exécute, car des essais ont montré que la pompe,
après avoir refoulé cinq heures durant une colonne d'eau à 10 mètres de hauteur, n'a
rien présenté d'anormal lors du démontage.

9° Pompe à diaphragme Fosbery. — Cette pompe, de dimensions réduites, de
construction simple et peu exposée à se déranger, est surtout bien appropriée pour
les bateaux de pêche, canots, etc.

Elle est caractérisée [fig, 62 et 63) par la faible longueur de la tige et par
l'emploi d'un diaphragme rf, en caoutchouc, qui sépare en deux le corps de
pompe et peut venir s'appliquer indistinctement sur Tun des deux boucliers de
fer b onb',

La pompe, mue à la main, est à double elTet : elle possède, de chaque côté du
diaphragme, des valves d'aspiration et de refoulement distinctes.

POMPES A BRAS

10" Pompe à membrane Brandenburg. — Le corps de cette pompe {fig, 64 à 66)
se compose d'une coupe surmontée par un chapeau de forme à peu près semblable,

FiG. 62.

Fio. 03.

entre lesquels est serrée une membrane de caoutchouc assez épaisse. Au fond de la
coupe inférieure /*, se trouve le tuyau d'aspiration, qui peut être fermé par la sou-
pape b, La partie centrale de la membrane de caoutchouc est munie d'une armature
circulaire qui sert de
siège à la soupape de
refoulement c et sur
laquelle est fixé Tétrier
p, qui doit lui commu-
niquer le mouvement
de montée et de des-
cente.

La soupape d'as-
piration b est munie
d'une tige qui est gui-
dée par une cavité mé-
nagée dans la soupape
de refoulement.

Le • fonctionne-
ment de cette pompe *''*<•• ^*-
est simple : en éle-
vant la membrane, on produit un vide partiel dans le corps de pompe ; la soupape
d'aspiration se lève et l'eau arrive ; lorsqu'on abaisse la membrane, l'eau comprimée
soulève la soupape de refoulement c et s'échappe au dehors dans le coursier e.

Le mouvement de la membrane est donné par une bielle articulée à un levier
pour les pompes de petites dimensions ou à un arbre coudé h porté par les paliers m
et muni de volants k pour les pompes de plus grande puissance.

Comme on le voit, cette pompe n'est qu'aspirante, mais elle a l'avantage d'être

86 POMPES A MOUVEMENT ALTEItNATIF

facilement démoniable et transportable, et surtout de pouvoir élever de Teau conte .

Fio. 63 et 66.

nant des matières solides, qui gêneraient beaucoup le fonctionnement des pompes
ordinaires à clapets.

ii^ Pompe DttTOZoi. — Les pompes à bras ne permettent guère de puiser direc-
tement Teau à plus de 3 ou 4 mètres de profondeur, à moins d'avoir recours à un
artifice consistant à placer les clapets de la pompe au fond du puits et à les faire
mouvoir par une colonne d'eau, dont les mouvements sont alors commandés par la
pompe placée au jour. C'est le principe de la pompe Durozoi [fig. 67 et 68).

L'appareil moteur, placé au jour, est composé d'un cylindre dans lequel se meut
un piston P ; des tuyaux B et B' mettent ce cylindre en communication avec un corps
de pompe NN', placé au fond, et dans lequel se meut un manchon creux D, portant
le piston E, mobile dans le cylindre M.

Supposons que le piston P se déplace de gauche à droite ; l'eau refoulée par B
gira sur le manchon D et déterminera le mouvement du piston K de droite à
gauche : il y aura alors aspiration par le clapet F et refoulement par C dans le
réservoir d'air J. Lorsque le piston moteur sera à fin de course, la tige c viendra
buter contre la vis V, et le manchon D s'ouvrira en c et se fermera en c, le mouve-
ment de gauche à droite commencera alors sous l'influence de l'eau de B poussée par
le piston P. On voit que l'effort à exercer sur le manchon D ne dépend que de la dif-
férence des surfaces D et E.

POMPES A BUAS

Les pertes d'eau qai peuvent se produire sont compensées au moyen de
deux tuyaux portant les soupapes

H et H' et mettant en relation B ^ m >^

et B' avec le réservoir J. ^^^^ —Mj^B^. -^-*^ ^

Cet appareil est de construc-
tion simple. Suivant les résultats
à obtenir, on peut donner au pis-
ton moteur P tel mode de com-
mande qu'on jugera convenable.

IS"" Pompe à piston captant
Montrichard. — Dans cette pompe
{fig, 69 à 71), le piston P est hé-
licoïdal et guidé par deux galets
^, perpendiculaires à Taxe T qui
le porte ; dans ces conditions, le
mouvement de rotation de la
manivelle M se trouve trans-
formé, par le roulement de son
galet Sy sur un plan incliné circu-
laire, en un mouvement hélicoï-
dal de TP. Deux tubulures à
large orifice O et O' sont placées
sur le cylindre non loin des ga-
lets.

Lorsque le piston est à
l'extrémité de sa course, il couvre
en partie les deux tubulures,
mais elles sont assez larges pour

communiquer ensemble d'un même côté du piston. Lorsque celui-ci se déplace, les
tubulures ne tardent pas à se trouver séparées, et dès lors il y a refoulement par
l'une et aspiration par l'autre.

On voit que le mouvement de Peau aura lieu toujours dans le même sens, ce qui
permet d'éviter les soupapes, et que — de plus — on peut, en changeant le sens de
la rotation, changer aussi le sens du mouvement de Peau : on pourra donc, avec le
même appareil, remplir un tonneau, puis le vider à volonté.

Plusieurs modèles de cette pompe ont été construits. Il en est de petite taille,
qui peuvent être manœuvres par un homme et débiter i"*,2 par tour; ce même
modèle, manœuvré par deux hommes, peut servir de pompe à incendie et permettre
d'atteindre des hauteurs de 20 mètres. Les modèles agricoles sont de dimensions
moyennes et commodes. Enfin les grands modèles, mus alors par courroies,
comportent des réservoirs d'air donnant au mouvement des colonnes liquides une
grande douceur, quelle que soit la vitesse. Il y a lieu, pour ces grands modèles,
d'amorcer la pompe et de placer un clapet de retenue sur la tubulure d'aspiration,
afin d'éviter le retour en arrière au moment où, pour la première fois, les deux tubu-
lures communiquent entre elles : une fois en route, la pompe ne se désamorce plus.

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Une pareille pompe, de O^^SO de diamètre, débite, à la vitesse de 100 tours par minute,
46 mètres cubes à l'heure.

Fio. G9.

Ki(i. 71.

On graisse les galets ; le piston n'a pas de garniture et n'est pas ajusté dans le
cylindre; les frottements sont donc très réduits, et, comme les orifices sont larges, le
rendement est élevé. Cette pompe peut très bien servir à pomper des eaux chargées
de substances solides.

III

POMPES A ACTION DIRECTE

Ces pompes, dans lesquelles le piston à vapeur et le piston à eau ont une tige
commune, ont été et sont surtout employées comme machines d'alimentation, sans

POMPES A ACTION DIRECTE 89

que cet usage ait d'ailleurs rien d'exclusif. La simplicité de cette solution a séduit un
grand nombre d'inventeurs, et les types de pompes à action directe sont extrêmement
nombreux.

Ces pompes ont quelques caractères spéciaux inhérents à leur principe même i
elles avaient aussi des défauts, qu'on s'est efTorcé de supprimer ou tout au moins
d'atténuer beaucoup.

La liaison absolue des pistons à eau et à vapeur a pour conséquence Tégalité de
vitesse de ces deux organes ; il en résulte que, si la pompe marche vite, les effets de
rinertie sont plus considérables qu'il ne faudrait dans les mouvements de la colonne
d'eau, tandis que, si la pompe marche lentement, l'utilisation de la vapeur est peu
économique: c'est là un des plus sérieux reproches qu'on puisse faire à cette caté-
gorie de machines, bien que l'on se soit efforcé d'obtenir, par d'ingénieuses
combinaisons, un mouvement aussi régulier que possible de la colonne d'eau.

L'étude de la distribution du moteur à vapeur présente également une impor-
tance considérable. L'absence complète de détente dans un certain nombre de types
est évidemment connexe d'une forte consommation de vapeur; il est, de plus,
important d'éviter le plus possible les chocs résultant, en l'absence de tout modéra-
teur, des réactions des organes de la pompe et du moteur, si fréquents dans les pre-
mières machines.

Tout ceci explique pourquoi tant de types ont été proposés et pourquoi aussi,
malgré leur simplicité théorique, ils ont donné lieu souvent à des complications
mécaniques sérieuses. Aussi, dans l'exposé que nous allons faire, croyons-nous
devoir rappeler brièvement quelques-uns des plus intéressants parmi les types pri-
mitifs, afin que, de progrès en progrès, de perfectionnements en perfectionnements,
on se trouve naturellement conduit à l'étude des types plus récents, dont souvent la
complication est plus apparente que réelle.

Nous verrons d'abord les pompes à vapeur, puis un certain nombre d'appareils
qui utilisent comme force motrice la détente de l'air chaud ; enfin, une application des
moteurs à quatre temps.

Nous rangerons les pompes à vapeur, qui sont de beaucoup les plus nombreuses,
en deux catégories :

i® Celles dans lesquelles le tiroir de distribution se déplace sous l'influence de
la vapeur vive ;

2^ Celles dans lesquelles le tiroir est actionné par un système de leviers com-
mandés par la tige des pistons.

L — POMPES A VAPEUR A ACTION DIRECTE DANS LESQUELLES LE TIROIR
EST DÉPLACÉ PAR L'ACTION DE LA VAPEUR VIVE

Pompe Merryweatber (/îg. 72). — Dans cette pompe, le tiroir D est entièrement
conduit par la vapeur; le taquet T, dont le mouvement est lié par A, B, C à celui du
piston, agit en effet sur un petit tiroir auxiliaire a qui, en envoyant de la vapeur dans
le cylindre e à droite ou à gauche du petit piston qui s'y meut, détermine le déplace-
ment du tiroir D.

Ce tiroir assure la distribution de la vapeur dans le cylindre principal, et de

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

petits orifices complémentaires q ont pour but d^assurer aux fonds de course une
compression suffisante pour amortir les chocs.

B ; ^-

Fio. 72.

Cette pompe fut exposée en 1867. Elle marche d'ordinaire à une assez grande
vitesse et est spécialement employée comme pompe à incendie.

Pompe Tangye. — Le tiroir est commandé par la vapeur même, grâce à un tiroir
auxiliaire actionnant le tiroir principal [fig. 73).

Fio. 13.

Lorsque le piston arrivera au fond de course de droite, il soulèvera la petite
soupape S' et mettra ainsi en communication l'espace p' avec Téchappement « (par

POMPES A ACTION DIRECTE

rintermédiaire des canaux </' et /' et du petit orifice a'). Dans ces conditions, le tiroir
auxiliaire TT' se déplacera vers la droite, entraînant dans son mouvement le tiroir
principal A, si bien que la vapeur s'admettra sur la face droite du piston, pendant que
Téchappement sera mis en relation par /* et a avec le fond gauche du cylindre.

L'admission de vapeur à droite ou à gauche du tiroir auxiliaire TT' s'opère
grâce aux petits conduits — ouverts en permanence — qu'il est aisé de voir sur la
figure.

Dans ce type de pompe déjà ancien, décrit dans le travail de M. Stapfer deDuclos
publié par le Bulletin de la Société scientifique de Marseille^ 1878, les chocs étaient
considérablement réduits et Ja marche, sinon économique, du moins satisfaisante. Nous
retrouverons d'autres types plus perfectionnés, dus aux mêmes constructeurs et fon-
dés sur le même principe.

Pompe Hayward Tyler — Dans cette machine, la distribution est placée dans le
piston même, qui constitue en réalité la boîte à vapeur et qui, pour cette raison, est
percé suivant ,deux génératrices à yO<» d'orifices a et e continuellement en com-
munication l'un avec l'arrivée de vapeur a', l'autre avec l'échappement e' [fig. 74
et 75).

Le piston est constitué par un corps annulaire C en fonte, dont l'intérieur évidé
est cloisonné de façon à former deux compartiments, l'un pour la vapeur d'admission,
l'autre pour la vapeur d'échappement : deux orifices conduisent la vapeur sur Tune
ou sur l'autre face du piston.

Fio. 74 et 75.

Deux plateaux p, p' ferment les extrémités de ce piston creux et limitent la
course du tiroir cylindrique t placé à l'intérieur.

Ce tiroir t est également creux et muni d'oriRces, visibles sur la figure, destinés
à assurer en temps utile le passage de la vapeur.

Enfin, dans la paroi du cylindre sont pratiquées deux lumières //', l^l/^ avec les-
quelles peuvent correspondre les lumières KK', K^K^ du piston.

Dans la position de la figure, le piston marche vers la gauche, pour produire le
changement de marche ; il sufQt de faire passer la vapeur sur la face gauche du tiroir
et de mettre l'autre face en communication avec l'échappement. Ceci se produit auto-
matiquement quand, le piston arrivant à fin de course, a est mis en relation avec /
par a ; d'autre part, K rencontre t ; par suite, la vapeur vive passe par a'aU'KK^ et

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

déplace le tiroir tt vers la droite, ce qui est possible, puisque la face de droite de ^ a
été mise à réchappement lorsque ï a rencontré e\

Pompe Walker. — Dans cette pompe comme dans la précédente, le piston
(fig, 76 et 77) est très long et composé de deux plateaux extrêmes formant piston et
entre lesquels s'admet la vapeur vive; mais le tiroir est extérieur au cylindre.

t t

4^m3

Fio. 76 et 11.

Le déplacement du tiroir s'opère par Faction de la vapeur même circulant dans
des canaux percés dans le piston.

Ce déplacement du tiroir détermine le changement de marche.

Pompe Pickering. — Cette pompe {/îg, 78) présente encore un long piston et un
tiroir extérieur au cylindre, comme la pompe Walker.

"T X

"l 'r-"^ ...- — -^

Fio. 7S.

Le tiroir-piston TT' est mis en relation par ses faces extérieures avec la portion
évidée du piston principal au moyen de deux canaux aa\ hh' ,

Cette communication subsiste pendant presque toute la course ; un peu avant

POMMES A ACTION DIRECTE

la fin de course de droite, le piston principal franchit rorifice a ; la vapeur est alors
admise sur la face correspondante du piston-tiroir par le canal aa! ^ et celui-ci, en se
déplaçant, effectue le renversement de la vapeur.

Pompe Stapfer. — Dans son article paru dans les Bulletins de la Société scienti-
fique de Marseille^ M. Stapfer décrit dans les termes suivants son modèle de pompe :

Fio. 19.

« Au centre d'un mamelon, placé {fig, 79) au milieu de chacun des conduits de dis-
tribution, se trouve un petit dé en bronze pressé en dessous parla vapeur du cylindre
et en dessus par la vapeur du conduit. Pendant presque toute la marche du piston,
ces deux poussées étant égales, chaque dé tombe par son poids au fond de son loge-
ment, faisant ainsi communiquer avec réchappement la face correspondante du piston-
tiroir. Mais, à chaque fond de course, l'équilibre se trouve rompu par le dé que le
piston vient de franchir, car il se trouve pressé énergiquement en dessous par la
vapeur du cylindre, tandis que la face supérieure est en contact avec l'échappement.
Ce dé, en se soulevant, amène la vapeur sur la face correspondante du piston-tiroir,
qui se déplace à son tour. Pendant ce temps, le piston, en vertu de son inertie, con-
tinue sa course; mais alors il recouvre Torifice du conduit d'échappement, et la vapeur
enfermée et comprimée devant lui atténue les chocs et l'arrête. »

Pompes d'égout de Pullmann City. — Ces machines, construites par la Compa-
gnie Cope et Maxwell, d'Hamilton (Ohio), sont du type compound tandem à conden-
seur. Les pompes, à pistons ordinaires en bronze phosphoreux, sont munies de sou-
papes à larges passages, disposées de manière à laisser passer tout ce que peuvent
tenir en suspension les eaux d'égouts : chaque pompe peut refouler en vingt-quatre
heures 112.500 hectolitres, soit 7.812 litres à la minute.

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

La distribution des cylindres à vapeur est assurée par des tiroirs dont le mouve-
ment est déterminé par la vapeur même, grâce à un petit tiroir, auxiliaire dont la dis-
position est bien visible sur la figure 80.

Les pistons sont arrêtés sans chocs, à la fin de leur course, par une avance véri-

Fio. 80. .

table du tiroir ; ils sont mis facilement et graduellement en mouvement par l'action
d'un petit cylindre à cataracte, dans lequel se ment un piston qui fait passer de
rhuile alternativement de droite à gauche et de gauche à droite et dont la vitesse est
réglée par l'ouverture de Torifice qui assure cette communication.

Le condenseur et les pompes à air n'ont rien de spécial.

Les dimensions principales sont :

Diamètres du cylindre H. P 0'",359

— cylindre B. P O-^BSS

— corps de pompe 0",550

Course commune des pistons i",220

Nombre de courses simples par niinutu â,7

Pompe Tangye-Floyd [fig, 81 à 85). — Ces pompes sont du type duplex, les
deux cylindres sont placés côte à côte, et la distribution est assurée par des tiroirs-
pistons nettement visibles sur la figure 82.

Aux extrémités des deux cylindres, sont disposées des soupapes à queues appa-
rentes (type des machines Tangyes ordinaires), grâce auxquelles le piston d'un des
cylindres, en arrivant à ses fonds de course, détermine le déplacement du tiroir-pis-
ton de l'autre cylindre et le renversement de la vapeur dans celui-ci.

Le perfectionnement qui fait l'objet du présent brevet consiste en une boîte à
taquets supplémentaires {fig. 85), placée sur l'un des deux cylindres en son milieu.
Il est facile de voir sur la figure 85 que, lorsque le piston arrive au milieu de sa
course, il agit sur le levier g^ qui vient appuyer sur le taquet /, et que, par suite, une
communication de vapeur s'établit entre le cylindre considéré et la boîte à distribu-
tion de l'autre.

On voit qu'ainsi, à l'aller et au retour, le piston du cylindre h agit sur la
distribution du cylindre a avant d'arriver à ses fonds de courses et d'actionner les
soupapes d, d.

POMPES A ACTION DIRECTE

lorsqu'on veut utiliser séparémeiiL l.s c^lénJ^cii a uL b^ on annule l'aclion
de la boîte /*en fermant les soupapes q, par lesquelles se fait la communication de
la boîte cC^ avec les conduits n et p. On pourrait aussi mettre deux boîtes telles

Kiii. 8i à 8i.

FiG. 85.

a et A, Deux cylindres à vapeur. — a^ et 6-, Boites à vapeur des deux cylindres ci-dessus. — cc^ d(L
Soupapes à taquets des deux cylindres a et 6. — /", Boites à taquets supplémentaires placés sur le
cylindre 6. --<7, Levier tournant autour du centre ^i. — k et /, Taquets supplémentaires maintenus
par les ressorts m. — n et />, Conduits réunissant la boîte /* à la boîte à vapeur a* Jq cylindre «.

que f au lieu d'une, chacun des cylindres en possédant une; mais alors les sou-
papes ce et dd n*interviennent plus que lorsqu'on veut isoler l'action des deux
cvlindres.

Pompe Nicolas Roser. — C'est une pompe à un seul cylindre A réuni sur le même
bâti au corps de pompe B {fig. 86-94).

La distribution du cylindre à vapeur est assurée par le tiroir principal T, mû
lui-même par le petit tiroir auxiliaire F, qui se compose simplement d'un piston E,
mobile dans un cylindre F. L'intérêt du système consiste dans Temploi d'une sou-
pape rotative, mise en œuvre par la tige du piston principal, pour actionner au moyen
de la vapeur même le tiroir auxiliaire.

Les ligures 88 et 89 montrent la disposition d'ensemble; la soupape à disque G
est portée par un axe H, portant une came I, dans la rainure de laquelle peut se

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

déplacer un doigt fixé sur la tige du piston, dont le mouvement de va-et-vient donne
ainsi naissance au déplacement angulaire de la soupape.

FiG. 86, 87 et 8».

Le siège J de .la soupape {fig. 87 et 91) est percé de quatre orifices : deux
d'entre eux, a^ et a^, correspondent à l'admission de la vapeur à droite ou à
gauche du piston E; le troisième, a^, sert à Téchappement de la vapeur; enfin le
quatrième, a*, assure l'admission de vapeur du coffre à vapeur K.

FiG. 89 et 90.

Fig. 9i, 92,93 et 94.

La soupape rotative G [fig, 92) porte deux orifices a' et a®, qui doivent commu-
niquer alternativement avec a*, a^ de J ; elle porte, en outre, une ouverture allongée,
a\ et une autre plus allongée encore, a**, destinée à mettre a< ou a? en rapport avec
Torifice d'échappement a? du siège J .

Ceci posé, si le piston est à fond de course à droite, la came I est dans la posi-
tion de la figure 93. La vapeur arrive par 6, traverse a* et a^, arrive dans la sou-
pape G, puis passe par a® et a} à droite du piston E. Celui-ci se déplace vers la
gauche, entraîne le tiroir T, et détermine ainsi le changement de marche. Notons
que, grâce à a®, Téchappement de la vapeur se peut faire à gauche de E par
a^ et «3.

P;OMPES A ACTION DIRECTE

La figure 94 donne la position de la came et des orifices lorsque le piston de A
est à Tautre fond de course.

La pompe est à double plongeur et quatre soupapes.

Pompe Niool [flg. 95 à 98). — M. Nicol actionne la distribution de vapeur par
rintermédiaire d'un cylindre à eau dans lequel se meut un piston mis en mouvement
lui-même par Teau de la décharge de la pompe, et la distribution de ce cylindre à
eau est assurée, à son tour, par un système de tiges, de leviers et de ressorts qui la
met en relation avec la tige commune des pistons à vapeur et du plongeur de la
pompe.

FiG. 95, 96, 97 et 98.

Les figures 95 à 98 donnent la disposition d'une pompe munie des perfectionne-
ments de M. Nicol. Nous allons passer rapidement en revue les diverses particularités
qui s'y rencontrent.

La machine se compose d'un corps de pompe A, d'un cylindre à vapeur B et du
bâti C qui les relie. L'aspiration de l'eau se fait par le tuyau A' et les soupapes I, I,
la décharge par les soupapes T, V et le tuyau A"; enfin. A'" est un couvercle de visite
amovible.

La distribution de vapeur est assurée par le tiroir D ; la forme courbée adoptée
pour les arêtes internes du tiroir a pour but de réaliser des admissions et des éva-
cuations de vapeur aussi graduelles que possible, et d'obtenir ainsi des changements
de marche sans chocs; dans ces conditions, si la vitesse même de la machine n'est

L£8 POMPES.

98 POMPES A MOUVEMENT ALTEHNATÎF

pas excessive, les soupapes de la pompe peuvent, aux fonds de course, retomber sur
leurs sièges par leur propre poids. B', a et a sont le tuyau et les orifices d'admission,
tandis que B" et a' sont le tuyau et l'orifice d'échappement.

Le tiroir D est relié par les tiges D' et D'" et par le levier D" à un piston mobile
dans le cylindre à eau E ; dans la boîte de distribution E' de ce cylindre, se peut mou-
voir une sorte de tiroir e ; l'arrivée de l'eau a lieu par le tuyau E", relié au moyen du
robinet E"' à la chapelle de décharge de la pompe, pendant que l'évacuation se fait
par le tuyau e'.

Le déplacement du tiroir e s'obtient au moyen du levier F, calé sur le même
arbre F' que le levier J ; c'est donc le mouvement de celui-ci que nous allons
étudier.

Ce levier J est relié par la tige K à une sorte de manchon L, qui peut glisser
sur une double glissière portée par le bâti accessoire NN', et qui, de plus, est percée
d'un orifice cylindrique donnant passage à la tige 0. Cette dernière est animée d'un
mouvement de va-et-vient participant de celui de la machine par l'intermédiaire de
la bielle Q et du levier P, dont une extrémité est prise entre les butoirs R et R et suit
le mouvement de la tige du piston à vapeur.

Le manchon L et la tige O sont réunis par deux ressorts ayant chacun une extré-
mité fixée sur L et une sur 0 ; dans ces conditions, L devrait suivre le mouvement
de la tige O. Or, il ne doit pas en être ainsi, les mouvements de L devant avoir lieu
dans un temps très court aux extrémités de course. 11 faut donc fixer L pendant
une partie de la course de O et ne le lâcher qu'un peu avant la fin de la course.
Pour obtenir ce résultat, le manchon L porte des butoirs contre lesquels des leviers
coudés peuvent être appliqués par des taquets solidaires des mouvements de la
tige O. Les taquets sont en prise avec le levier pendant presque toute la course, et
ce n'est qu'un peu avant la fin de la course que le taquet quitte le levier coudé,
lequel, sollicité par un ressort, se renverse. Le manchon L est alors libre de se
déplacer, et comme, pendant toute la course, l'un des ressorts a été comprimé, il est
projeté par l'action de ce ressort en entraînant avec lui la tige K et le tiroir e. C'est
le même système de déclic que celui de la distribution à lames de sabre Garnier pour
les machines Corliss.

Comment, maintenant, utilise-t-on l'eau du cylindre E? L'inventeur en a profité
pour assurer l'arrêt de la machine dans le cas où il se produirait un manque d'eau à
l'aspiration. Dans ce but, l'eau d'évacuation du cylindre E se rend, par é, dans une
chambre G", mise en relation par la soupape g avec la chambre G ; l'eau passe de
cette chambre G dans le tuyau d'aspiration A' par le tuyau H'. La soupape ç est
tenue ouverte par un flotteur G". La partie supérieure de G est mise, par un tuyau H,
en relation avec l'espace situé en dessous des sièges des soupapes d'aspiration. Si
un manque d'eau vient à se produire dans le tuyau d'aspiration, l'air va rentrer par H,
le niveau de l'eau baissera dans G', et G", en s'abaissant, fermera Ja soupape g ;
le piston du cylindre E ne pourra plus, dès lors, se mouvoir, et la machine
s'arrêtera.

Le robinet G'" permet à la fois de faire la vidange de G' après un arrêt et de
permettre la remise en marche de la machine par action directe et à la main sur le
levier D"', jusqu'à ce que le régime se soit établi.

POMPES A ACTION DIHECTE

Pompe Hanistee. — Cette pompe, utilisée surtout comme pompe alimentaire,
a été imaginée par M. R.-L. Prost et construite par les ateliers de Manistee (Michi-
gan).

Dans cette machine, la
boîte à vapeur est sur le côté
du cylindre, et les orifices
aboutissent au fond de ce cy-
lindre {fiy, 100 et 101). On
peut ainsi espérer évacuer au-
tomatiquement, à chaque coup
du piston, toutes les conden-
sations ; on peut éviter ainsi
les robinets de purge et se
dispenser d'arrêter la machine
pour cause de condensation,
même lorsqu'elle marche à
simple vitesse.

Les figures 101 et i02
donnent les détails du méca-
nisme de distribution de va-
peur et la disposition du corps de pompe ; dans le cas de ces figures, le piston se
déplace vers la droite, la vapeur arrivant à gauche.

La vapeur arrive en V, passe par P, et pénètre par P' et M dans la chambre W
de la soupape de distribution, puis, par les orifices S et N, elle arrive au fond du
cylindre A, à gauche.

FiG. 100.

La distribution de vapeur est unique et n*est reliée mécaniquement à aucun
organe de la machine : ses déplacements s'effectuent sous l'action de la vapeur vive
seule, passant par le passage F, creusé dans la tige du piston, et aboutissant d'autre

100 POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

part, par le tube Y, dans la chambre à vapeur X, placée sur le cylindre. La vapeur
ainsi amenée dans la couronne I passe — lorsque le piston approche du fond de
course — par Torifice H' et pénètre dans la chambre W. Pendant ce temps, la
chambre W est à Téchappement par S'N' et O, alors que la chambre \V" est rem-
plie de vapeur qui a pénétré par un petit orifice M. Dans ces conditions, la pression

sur le piston-tiroir est plus grande à droite qu'à
gauche, et celui-ci se déplace vers la gauche en
renversant ainsi l'admission de vapeur.

Ce distributeur joue également le rôle de
régulateur automatique, grâce aux chambres sup-
plémentaires W" et W"; en effet, quand il passe
par exemple de gauche à droite, une partie de la
vapeur de P' passe dans W par un orifice réduit
placé près de la tète K ; cette petite masse de
vapeur est comprimée dans W" par la pression
qui s'exerce sur la surface de la tête K dans la
boîte W. Dans ces conditions, si, dans son dépla-
cement vers la droite, le piston C rencontre une
plus grande résistance, la pression de la vapeur
augmente dans A à gauche et, par suite, dans W, ce qui amène une compression de
la masse W" et, en même temps, une poussée du distributeur vers la droite, qui a
pour résultat d'augmenter la grandeur de l'orifice de passage M offert à la vapeur
motrice ; lorsque la résistance vient à diminuer, la vapeur comprimée en W" se
détend, et le distributeur, légèrement rejeté vers la gauche, étrangle un peu Tori-

Fuî. 101.

W"^

■■ ■ mr>

B ù w- 'p- Y* P- ^^ ^

FiG. 102.

fice M, si bien que, grâce à ce dispositif 1res ingénieux, l'admission de vapeur est
automatiquement réglée et proportionnée aux eiTorts à transmettre au piston de la
pompe.

Cette machine fonctionne ainsi, paraît-il, avec une vitesse uniforme et sans

POMPKS A ACTION DIRECTE

101

chocs, quelles que soient les variations de résistance présentées par Talimentation
d'eau à réaliser. Tous les presse-étoupes, étant extérieurs, sont faciles à surveiller
et à maintenir en bon état.

La pompe alimentaire de Marsh est basée sur le même principe.

Pompe Oddesse. — MM. F. Oddie et G. Hesse, mécaniciens à Clapham (comté
de Survey), ont fait breveter en avril 4892, puis en avril 1896, sous les numéros 7.617
et 23.044, une disposition de pompe alimentaire duplex, qui a été réalisée et construite
sous le nom de pompe Oddesse.

Une rainure inclinée ménagée sur Tâme d'un piston de grande longueur déter-
mine le placement de guides convenables,
qui entraînent dans leur mouvement les
tuiles de la soupape de distribution de va-
peur. Le dispositif est conjugué de telle
sorte que le mouvement du piston de Tun
des cylindres assure la distribution de va-
peur de Tautre ; mais, de plus, Fadjonction
d'un second jeu de tiroirs permet à chaque
piston d'agir lui-même sur la détente de la
vapeur qui l'actionne. L'admission et

Fio. 103, iOi, 105, 106 et 101.

Fio. 108 et 109.

l'échappement de vapeur sont ainsi assurés, pour chaque cylindre, par le piston
de l'autre, tandis que la détente est assurée, pour chaque cylindre, par son propre
piston.

Les figures 103 à 107 donnent les détails de la disposition adoptée.

Les figures 108 et 109 représentent une légère modification apportée au système
et les figures 110 et 111 donnent l'application qui fut faite de ce système à une ma-
chine construite par MM. }3ruce et fils, de Midlothion.

Les pistons, longs et lourds, comportent une partie {aa) s'adaptent exactement
aux parois du cylindre, et une autre, a^QJ d'un diamètre légèrement inférieur, et ne
frottant pas.

^02

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Pour contre-balancer la tendance à la torsion que pourraient avoir les pistons,
et leur porte-à-faux dans les machines horizontales, on les guide au moyen des
tiges a^^ qui les traversent et sont boulonnées solidement sur les fonds des
cylindres.

Les rainures a^2^ qui peuvent, sur le cylindre développé, être rectilignes, curvi-
lignes ou mixtes, reçoivent les taquets-guides h\ dont les déplacements peuvent
s'effectuer dans les trous A, et déterminent le fonctionnement des tiroirs d'admission
et d'échappement des cylindres.

Les sièges c?ont des orifices d'admission (1,1) et d'échappement (2), sur lesquels
les blocs h* font se déplacer les tiroirs A^, auxquels ils sont boulonnés. Voilà pour
assurer la distribution ; passons maintenant à la détente.

NJ^

Fie. HO et 111.

A la plaque ?i^ du cylindre A, est liée, par le bras 7i*, une plaque h^\ qui, comme
dans la distribution Meyer, vient intercepter ou maintenir, au moyen des orifices
3 et 4, l'admission de vapeur du cylindre B. On voit que, si l'on considère un bloc k\
mû par un des pistons, il commande bien la distribution de l'autre cylindre et la
détente de celui auquel il correspond directement.

Dans les figures 106 et 107, le tiroir h^ est formé de tuiles; dans les figures 110

POMPES A ACTION DIRECTE i03

et lli, il est formé de deux cylindres montés sur la tige i\ et dont on peut faire
varier Pécartement au moyen d'un pas de vis inversé, qu'on manie même de Pextérieur
si Pon veut {/?</. 110).

On peut, grâce aux dispositions ci-dessus décrites, utiliser une assez forle

détente, niais à condition que les pistons soient as-
^ snz lourds pour que leur force vive, au moment des
interceptions de vapeur, soit suffisante pour
fissurer la course complète des pistons.

La pompe représentée figures HO
et 111 pouvait pomper 112 mètres cubes
à Pheure; les cylindres avaient chacun
Û'",30 de diamètre, les plongeurs 0°^,20;
la course commune était de 0",30, et
la vapeur employée était à la pression
(le o^f^fi {The Engineer, 23 octobre 1896).

FiG. H3.

Fio. U2.

Fio. 114 et.liS.

i04

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Pompe de Hall. — Cette pompe est caractérisée par Temploi d'un tiroir à vapeur
se déplaçant sous Taction d'un piston-tiroir secondaire perpendiculairement au sens
des pistons moteurs.

Nous allons décrire un type vertical à double expansion dans lequel le cylindre
à haute pression est seul muni de ce dispositif de distribution, la distribution du
cylindre à basse pression étant effectuée par un tiroir ordinaire, dont les mouvements
sont solidaires du premier.

FiG. 116 et 117.

FiG. 119.

FiG. 120.

La boîte à vapeur {fig, 112 à il6) présente à sa partie inférieure, et dans Taxe x^x^
des orifices d'admission, une chambre cylindrique C, dans laquelle se déplace un
piston-tiroir p [fig, 120). Dans ce piston sont ménagés des petits canaux7)^2}2P<P2 î
des ouvertures p^p^' peuvent venir coïncider avec les ouvertures des canaux p^p'^
[fig, 117), qui correspondent avec l'admission, ou avec les ouvertures7)^p(, qui corres-
pondent avec l'échappement, ces canaux étant ménagés dans la paroi du cylindre C.
On conçoit donc que, par un déplacement du piston-tiroir p autour de son axe, on
pourra faire communiquer chacune des faces de ce piston-tiroir alternativement avec
l'admission et avec l'échappement, ce qui déterminera son déplacement longitudinal.
Si l'on imagine, d'autre part, que p entraîne dans son mouvement le tiroir princi-
pal V [fig, 113 et 119) en agissant sur l'appendice v^^ qui s'engage entre les deux
têtes du piston-tiroir p, on conçoit la possibilité de commander les mouvements du
tiroir principal v par des déplacements autour de son axe du piston-tiroir p.

Ces derniers sont obtenus mécaniquement [fig. 113 et il8) par l'action de la
tige ^2 ^ui s'engage dans la cavité p^^, de la tige du piston-tiroir p. La tige b^
reçoit son mouvement de 6, laquelle est déplacée aux extrémités de course des pis-
tons moteurs par un système de leviers solidaires de leur tige A'.

POMPES A ACTION DIRECTE

105

Le tiroir du cylindre à basse pression m est solidaire du piston-tiroir p par un
système de leviers {fig, 113) oo'n^n et la tige m^.

Supposons les pistons moteurs descendants : arrivés à fond de course, le
manchon a^ frappe la butée 2 et pousse la tige />, laquelle donne, par l'intermé-
diaire de la tige b^y un mouvement de rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une
montre au piston-tiroir p. La vapeur d'admission (fig, 117) passe alors de la boîte à
vapeur sur la face gauche de p, parjOg/j^pa, alors que la face droite est à Téchappement
par^îapjp^'. Il en résulte le déplacement de p de la gauche vers la droite, ainsi que
Télévation du tiroir m [fig. 113). La vapeur est alors admise sur les faces intérieures
des pistons moteurs.

Pompe de Hahn [fig, 421-124). — Cette pompe est caractérisée par Tabsence de
tout mécanisme extérieur.

Le cylindre moteur A et le corps de pompe B sont venus de fonte avec le bâti C
[fig, 121). Une rondelle* partage le cylindre à vapeur en deux chambres c^ et Cj de
longueurs égales et de diamètres inégaux, dans lesquelles se meut un piston, composé
de deux disques rf, et d^, de diamètres forcément difTérents. Le plus petit, c?^, est

r »*

•^T^^*^.ï|

l/î^i ;(»i?>N^

i {'

1 î :

Fio. 121, 122, 123 et 124.

continué par un manchon e, qui sert d'entretoise, et sur lequel glisse le distributeur
cylindrique p, muni de rebords r, et r^ destinés à venir buter sur la cloison non
otanche .v. A l'intérieur, ce distributeur est évidé et forme une chambre o, qui peut
faire communiquer les deux extrémités du cylindre, au moyen des conduits m, m' et

%*' > . ^^ •.»^' ^ . r.^.^ 'A * > -ni ^'.--c T!Lr-f -»r ;r^ laas '* ian lommCài D«??^

y..' .':.,.. . j..^ ^ ^- i '. — ,^ >ï.r -r-r» V-: r-'T îitT»^ •? H ,1 "• ir '^iiTC lonzDflXai»-.

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f.t»»-^ if -'/-.^rr, ' I-» * <^-.<» -^!»* •.•rTi'ir'-i^ ^.:i^ rrs Lr'ix iiâ4nies nu *oiii posait le
r^'a»,-./> f ,-.jr -,»^ii,,»<j «/» .,*a vn''*iitii -î^'Hi «i*»-mAî»r.^-fT>^t aTerts --t *ermes par J:^
j-^-'y^V** ^ 'f ^ /^ -i*;irnf nir ;* ij*-- i>» "ji^fi-n #• . -* TLàirLienues 'ï«ir lefir -»ieîr* i

V »v-»n<< r^'4i'^»*»n5,nt .►» '. n»'?.. nn»-m^ni- T^ '«rv-^r irr^*- v^^nstammefit. parle

fo / ♦'! /y <»♦ i'-'-'p^î*^'» >fn'->MiH'r^ -* "ï'ip ;* -;ti-> til If-^U L-^ine '", dn pIstOD. «[TU -s»-

ff,,iiv<» r-Vy^^tj/* 7..r^ i?i /viip^h^. ^t :^ t •..i!f*r .e iL-îr^biUr-ar :ontre la ciois^m i. Ace
rr><',rf)^nt. 1^>< ^r U'^*'*^ f^ m -** ». « M^nt ïuî» -»fi 'Tmrnrinii 'trîon par la chambre o hi
hr^Fir ^ylin'tryf )»'^ U 7^::»**nr vî-^^i»» le l:i "LiTijr» • i --iIh m elle cUjit alors sar le
i\\^.fy\f^ //,. /^I^f.t i;i m>f^H.*** ^af V'i. .>><»*•: *f Hr^f^ «n-i .t* iriiangeTnent 'le rnarrjlie.
\ , ^*\ff)\-'M)^*r\ Ar^fi'^ ^^ '^i** U :? yi»* >^-f 'Ti.'-»^ Le t ae 34»nt pas sortis «le la
o)ii%t(A,ff* o ^\n Uf''^^f. F'».^ U 'l*-v-'.t> 3 -ç**^* **" i* r*rL .ir vers la droite a lieu lorsipie
\n \ftf-'"^.)f>h %Mf U- ^^Ui ^.*''. »•» "i^-r -*-!-: 5.» :»*-^»j'UT"' k '-^Le |îi'exerce, sur le 'zrmd. la
\Mjr^»>f ^1' f/•r#''I•»/•
f^•rr/I;lr^^ \ft foriru'^ 4^ />! r'h> » âr'>.^^. ïk TiZpfL* i!»>atenue dans la chambre c est
rf^ffniU^ f\nfin I f'^p^/-^^ f/^Tripri^ ^tXr" \ë t.'r^wfL « rt le disque fl^,. par les orîtices n
t\\ù /l/K^Mi/ h^f»f, \f4'ht\9tu\, fiu^ ifHtlï^ /j^ 1^ Orîrse. en dehors du distributeur. De là.
h vnftMtr n^ rt'fif) h ) f-xUrt^nr p^r I^ U}j!»n d^. h^ippement r'.

Vfnir tmmirt't ]f ififfuvfrfif^nî, r|fii p^/nrrâil «Hre ralenti et hésitant aux extrémités
<l/« tiiutnf^ hti fi \irnfU']tf\, mtr le rnanrhon qui réunit les deux tiges de piston, un
l^vl/•^ qifl /rMcilIff nfi(/Mir dim axe /^, #rt qui est prolongé par une tige «', munie d'un
roh(f/'|io)dPi II. l/'nmpllliide de »on oscillation, qui règle la longueur de la course,
<"<l l'Ili» Mi/^ifu» r^^li'w [pHT deiu butoir»//'.

I.M |intii|in rodctionne également d'une façon très simple. Pendant la première
iMMi MP (II* ^itiirhii {\ droiln, nlle iispire par la conduite a une certaine quantité d'eau
jImum rii4|iMip t'ofii|ïf jq riitrn lew deux disques composant le piston. Lorsque le
rlinfi^»'ffH«iit iIp tiiMirlip ii licMi, In Houpnpe /' se lève, et Teau passe dans la
iImumImi' r'{; |mmiiImmI Im tlonxirmc course de gauche à droite, elle est refoulée
» M » .; HMf li'-^ foftdm'lB f'\ ptiJR elliî est définitivement expulsée dans le tuyau de
!• InuIrtniMil » pntttlMiH Ih tb'uxit'^nn' couTHe <le droite à gauche.

t»\itr«» ImvhhIm^i» ipie pn^HfMdi» cotio pompe de ne pas avoir de mécanisme
I hi «vn\lMînH {\ rpNli'iiiMir. olln possiVb» onroro celui d'ôlre d'une construction facile et
y\\\ i otUiMw» . pniqi|Mo loniof* les pièces peuvent èlre faites sur le tour; enfin, en cas
»!. b'(^r\^r\hon, «oh d«'<utM\lagi^ et si>n remontage sont des plus faciles.

^^^m^M^ tt^^^i«m>^^ ^. h^^ i\ \^i\ — Au liou d'avoir, comme toutes les pompes à
\.h>y\\lnrr^ \\\\ rvinhbc cl un coi ps tie pompe distincts, la pompe Robinson,
\ . y^ \n\\h* Y \\ \\ \\\,\\*<s^\\ \ ;cuard» ne possède qu'un seul cylindre qui remplit les deux

POMPES A ACTION DIRECTE

iOT

offices. Il ressort de là qu'elle doit être munie d'un système de distribution tout à
fait particulier.

Le cylindre, venu de fonte avec son socle, qui renferme les clapets d'aspiration.

Fio. 125.

porte à sa partie supérieure la boîte à clapets de refoulement. Il est partagé en deux
parties égales par un système de deux disques vissés à peu de distance l'un de

Fio. 126.

Sr^S?^

l'autre, laissant ainsi un certain espace qu'on remplit d'étoupe; les disques sont alésés
au diamètre du tube, réunissant les deux pistons que comporte la pompe.

Le tiroir-distributeur est composé d'un tube de la longueur totale de la pompe

106 POMPES A MOUVEMENT AI.TERNATIF

w, n , débouchant, les deux premiers dans la chambre c^, et les deux autres dans
celle Cg. Les deux conduits n, n' ont leurs axes situés dans le plan horizontal per-
pendiculaire à celui formé par ceux des deux autres m et m' (Voir coupe horizontale,
/iff. 121 a).

Le corps de pompe a une forme analogue, sauf qu'il n'a naturellement pas de
distributeur et, par conséquent, pas de cloison médiane. Son piston est aussi à deux
diamètres ; il est muni de deux conduits longitudinaux ff et g'g\ les deux premiers
faisant communiquer les chambres extrêmes c^ et c^ du corps de pompe, et les deux
autres, la chambre c{ avec celle comprise entre les deux disques qui composent le
piston. Les orifices de ces conduits sont alternativement ouverts et fermés par les
soupapes t et k\ glissant sur la tige de piston m\ et maintenues sur leur siège à
l'aide de ressorts.

Voyons maintenant le fonctionnement. La vapeur arrive constamment, par le
tuyau a et l'espace annulaire b, sur la face du petit disque d^ du piston, qui se
trouve chassé vers la gauche, et fait coller le distributeur contre la cloison s. A ce
moment, les orifices m, m' etn, n' sont mis en communication par la chambre o du
tiroir cylindrique, la vapeur passe de la chambre c^ à celle c^; elle agit alors sur le
disque d^y dont la surface est double de c?^, et opère ainsi le changement de marche.

L'admission dans e, dure tant que les orifices de n ne sont pas sortis de la
chambre o du tiroir. Puis la détente s'opère, et le retour vers la droite a lieu lorsque
la pression sur le petit disque devient supérieure à celle qu'exerce, sur le grand, la
vapeur détendue.

Pendant la course de gauche à droite, la vapeur contenue dans la chambre c est
refoulée dans l'espace compris entre la cloison s et le disque d^ , par les orifices n
qui débouchent, pendant une partie de la course, en dehors du distributeur. De là,
la vapeur se rend à l'extérieur par le tuyau d'échappement r'.

Pour assurer le mouvement, qui pourrait être ralenti et hésitant aux extrémités
de course, on a branché, sur le manchon qui réunit les deux tiges de piston, un
levier qui oscille autour d'un axe /^, et qui est prolongé par une tige e', munie d'un
contrepoids D. L'amplitude de son oscillation, qui règle la longueur de la course,
est elle-même réglée par deux butoirs g",

La pompe fonctionne également d'une façon très simple. Pendant la première
course de gauche à droite, elle aspire par la conduite a' une certaine quantité d'eau
dans l'espace compris entre les deux disques composant le piston. Lorsque le
changement de marche a lieu, la soupape V se lève, et l'eau passe dans la
chambre c|; pendant la deuxième course de gauche à droite, elle est refoulée
en Cj par les conduits /^, puis elle est définitivement expulsée dans le tuyau de
refoulement i' pendant la deuxième course de droite à gauche.

Outre l'avantage que présente cette pompe de ne pas avoir de mécanisme
encombrant à l'extérieur, elle possède encore celui d'être d'une construction facile et
peu coûteuse, puisque toutes les pièces peuvent être faites sur le tour ; enfin, en cas
de réparation, son démontage et son remontage sont des plus faciles.

Pompe Robinson (fig, 125 à 127). — Au lieu d'avoir, comme toutes les pompes à
action directe, un cylindre et un corps de pompe distincts, la pompe Robinson,
construite par la maison Génard, ne possède qu'un seul cylindre qui remplit les deux

POMPES A ACTION DIRECTE

i07

offices. II ressort de là qu'elle doit être munie d'un système de distribution tout à
fait particulier.

Le cylindre, venu de fonte avec son socle, qui renferme les clapets d'aspiration.

Fio. 125.

porte à sa partie supérieure la boîte à clapets de refoulement. Il est partagé en deux
parties égales par un système de deux disques vissés à peu de distance Tun de

Fio. 126.

l'autre, laissant ainsi un certain espace qu'on remplit d'étoupe; les disques sont alésés
au diamètre du tube, réunissant les deux pistons que comporte la pompe.

Le tiroir-distributeur est composé d'un tube de la longueur totale de la pompe

^08

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

partagé par une cloison longitudinale en deux parties, l'une servant à Tadmis^^ion,
et l'autre à réchappement.

Dans la figure représentée, il est facile de suivre le fonctionnement de la distri-
bution. La vapeur est admise au moment où un orifice, situé à la partie supérieure
du tiroir, se trouve en face du conduit venant du générateur. Elle vient sortir entre
le piston et le fond de droite du cylindre par un autre orifice, situé sur une même
génératrice que le précédent et à une distance convenable. Le système des deux
pistons se trouve, par ce fait, entraîné de gauche à droite.

FiG. 127.

L'échappement s'opère d'une façon analogue. A gauche, la vapeur rentre dans
la partie inférieure du tiroir, et sort par un orifice situé dans une gorge démasquée
par le conduit d'échappement. Voilà pour une course moteur.

La pompe, pendant ce temps, a refoulé Teau contenue entre le piston de droite et
la cloison, et aspiré une autre cylindrée entre le piston de gauchç et cette même
cloison.

Le changement de marche se produit d'une façon simple : peu de temps avant
d'arriver à fond de course, le piston de gauche a buté sur un collier solidaire du
tiroir et l'a entraîné avec lui. Il a ainsi ouvert l'admission à gauche, et l'échap-
pement à droite.

Un système très simple de compensateur, composé d'une bague dans laquelle
coulisse chaque extrémité du tiroir, permet de le renvoyer en sens inverse lorsque,
par suite de l'inertie, il a dépassé le point auquel il devait ^'arrêter. Ce déplacement,
très faible d'ailleurs, se produit par suite de l'ouverture d'un petit conduit de vapeur,
qui est refermé aussitôt que le tiroir a repris sa position normale. La vapeur qui a
servi à ce déplacement est échappée par un orifice du tiroir disposé à cet effet.

La pompe de M. Robinson est munie sur sa conduite de refoulement, soit d'un
réservoir ordinaire, soit d'un régulateur hydraulique.

Ce dernier appareil a sur le réservoir d'air l'avantage d'assurer un débit constant
de la pompe même au moment du changement de marche à la fin de chaque course.

Quelques chiffres que nous extrayons de la Revue industrielle nous donneront
une idée des dimensions et des résultats qu'on peut obtenir avec cette pompe.

POMPES A ACTION DIRECTE 109

Faible élévation. Haute élévation.

Course des pistons loO""' 150*""

Diamètre des pistons 100 100

Nombre de courses doubles par minute. 300 300

Pression de la vapeur 7*'^ 1^«

Débit à l'heure 32™8,6 17'"3,9

Surface des pistons « vapeur » 66'^™^ 66''"*^

i(L « eau » 60'"^ 33*^"^

Hauteur du refoulement 35™ 73™,5

Dépense de vapeur par m^ d'eau élevée . 3''"f,5 6*^^,4

Charbon par m^ d'eau élevée 0**^,437 0^«^,800

Poids de la pompe 150''«^ environ

Encombrement: Hauteur 0'",^0

Largeur 0^,30

Longueur 0'",83

Les chiffres donnés pour le rendement, étant obtenus par le calcul, lors de la
construction de la pompe, ont sans nul doute à être abaissés dans la pratique ; mais
le résultat n'en reste pas moins remarquable.

Moteur-pompe Durozoi (fig. 128-129). —
C'est une pompe à action directe qui a l'avan-
tage de fonctionner indifféremment à la vapeur,
/// vA à l'air comprimé ou à Teau sous pression. Il

va sans dire qu'il est nécessaire de munir dans
chacun de ces cas le piston moteur de garni-
tures appropriées.

La pompe en elle-même est excessivement
simple; elle est à double effet avec piston à
garniture de cuir et porte un réservoir d'air

^^^^^

^^S^S2SI^

iulFio. 128.
sur le refoulement. Le moteur (/?(/. l^iiH; se compose d'un cylindre en fonte assez long

ilO

POMPES A MOrVRMENT ALTEHNATIF

dans lequel se déplace un piston d'une longueur un peu supérieure à la moitié de la
sienne et portant, à une faible distance de chacune de ses extrémités, une gorge cir-
culaire G comprise entre deux garnitures G' dont nous verrons le but plus loin.

Le cylindre est muni de deux oriGces d'admission placés à côté Tun de Fautre et
de deux autres pour Téchappement, placés extérieurement à ceux-ci. Le tiroir est
plat et ne porte qu'un orifice pour l'admission situé entre deux excavations destinées
à mettre successivement les deux faces du piston en com-
munication avec l'échappement en temps utile. Le tiroir
porte à ses extrémités deux oreilles sur lesquelles s'ap-
puient les deux petits pistons d'un tiroir secondaire chargé
d'assurer les déplacements du tiroir principal. Chacun de
ces petits pistons est percé d'un clapet qui forme en même
temps tige ; les deux tiges sont réunies par un manchon à
clavette.

Les deux faces du tiroir-piston communiquent avec le
cylindre par des tubes en cuivre croisés qui viennent débou-
cher aux environs de
la partie médiane du
cylindre moteur, aux
points où viennent les
gorges G et G' quand
le piston arrive aux
extrémités de course.
Enfin , sur la
même section perpen-
diculaire à l'axe des
tiges, faite par un de
ces petits orifices, se
trouve un canal 0
(Voir la coupe), qui
communique toujours
avec l'échappement.

La vapeur (nous
admettons l'emploi de
la vapeur) arrive dans
la boîte du tiroir en A
et passe, dans la position actuelle, sur la face de gauche du piston, qu'elle chasse
vers la droite; arrivée presque à fond de course, la gorge de la partie de gauche du
piston passe en face de l'ouverture du tuyau qui fait communiquer avec la face de
droite du tiroir-piston; cette face se trouve, par cette gorge môme et le conduit O, en
communication avec l'échappement, tandis que la face de gauche du tiroir-piston est
soumise à la pression de la vapeur vive qui a passé par le petit clapet qui est ouvert.
Le tiroir-piston est alors déplacé vers la droite en entraînant avec lui le tiroir prin-
cipal. Le sens de la marche est alors renversé; les petits clapets des pistons du tiroir
secondaire permettent le passage delà vapeur sur les deux faces ; en pratique, on peut
les supprimer, les fuites étant suffisantes pour remplir de vapeur les petits cylindres

Fio. 129 et 130.

POMPES A ACTION DIKECTE

lii

11 importe de remarquer que le couvercle avant du cylindre moteur est venu de
fonte avec celui arrière du corps de pompe; cette particularité permet l'emploi d'un
seul presse-étoupe.

II. — POMPES A VAPEUR A ACTION DIRECTE DANS LESQUELLES LE TIROIR
EST COMMANDÉ MÉCANIQUEMENT

Pompe Earle. — La machine américaine construite par Diétrich, de Reichoffen,
et qui parut à TExposition de 1867, semble avoir été le point de départ des pompes à
taquets.

Des taquets fixes sur la tige du piston à vapeur traînaient le tiroir (sorte de
cylindre dont les extrémités constituent de véritables pistons) pendant plus de la
demi-course ; après quoi, de petits orifices supplémentaires étaient découverts et
déterminaient Pintroduction d'une certaine quantité de vapeur, grâce à laquelle
s'achevait le déplacement du tiroir. Dans ce système, les taquets traînent quelque
temps le tiroir à contre-vapeur.

Pompe Lee-Mazeline. — L'ancienne pompe Lee de l'Exposition de 1867, reprise
par la maison Mazeline du Havre, est la

première pompe duplex qui ait fonc- j

tionné couramment.

Elle comporte deux cylindres pa-
rallèles, et le piston de l'un actionne,
par un système de leviers convenable,
le tiroir de Pautre. Ce tiroir est du type
ordinaire, comme le montre la figure 131 .
On réalise ainsi une distribution ana-
logue à celle de deux excentriques calés
à 90^

Aucun système ne relie entre eux
les deux pistons. On compte sur la ten-
dance de l'eau à prendre un mouvement
uniforme pour régler leurs positions ré-
ciproques, de sorte que l'un soit à fond
de course quand 1 autre est à mi-course.

La distribution comporte une avance
assez importante, de sorte que cette ma-
chine doit marcher à allure rapide et

supporter des chocs assez violents, l'inertie des pièces en mouvement pouvant seule
contre-balancer cette avance.

-i^ft

Spasij;,);^^

^'■'■iijîi]

V ^^^- .

I
Fio. 131.

Pompe Gameron. — Dans la pompe américaine Cameron, dont le brevet fut acquis
par la maison Tangye frères, le tiroir était conduit par un grand levier relié par une
bielle à la tige du piston.

Pompe Silver. — Cette pompe américaine, construite pour l'épuisement de la

112

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

mine Ontario (Utah), a été décrite dans 1 1 Revue industrielle^ année 1876 ; elle est
représentée par la figure 132. On voit que la tige du piston à vapeur conduit direc-
tement un piston plongeur de grandes dimensions agissant à la fois dans deux
pompes à simple effet accolées.

Fio. 132 et 133.

La distribution de vapeur est assurée au moyen d'un tiroir auxiliaire que déplace
un taquet fixé sur la tige du piston.

Pompe Belleville. — M. Belleville est arrivé à rendre pratiques les pompes dans
lesquelles un taquet traîne le tiroir (genre Earle précité) au moyen d'un dispositif
permettant de supprimer, aux fins de course, le travail de refoulement de la pompe.
Les figures 134 à 137 représentent une pompe Belleville telle que celles qui sont si
souvent employées comme petit cheval alimentaire.

FiG. 134.

FiG 135.

Le petit cylindre à eau A, avec ses soupapes C et E d'aspiration et de refoule-
ment, n'offre d'intérêt que par l'adjonction du robinet F permettant de mettre en
communication l'aspiration et le refoulement, et facilitant ainsi le passage du tiroir

POMPES A ACTION DIRECTE

113

d'une position à Tautre. Ce robinet F est mû \fig. 137) par une bielle G, reliée au
mécanisme de la distribution.

La distribution est assurée par le tiroir ordinaire L, mis en mouvement dans un
sens ou dans Tautre par les oscillations de la fourche T, dont la tige porte le butoir S,
et dont la course est limitée par les butées à ressort U, U.

Fio. 136.

Les besoins nouveaux de l'alimentation des générateurs de vapeur ont amené la
maison Belleville à modifier ce type primitif et à créer, en 1894, le type horizontal
et, en 1899, le type vertical.

L'un et l'autre sont construits pour atteindre le même but. Le cheval alimentaire
liorizontal {fig, 138 et 139) se compose d'un cylindre à vapeur en fonte (1) dans lequel

se meut un piston évidé, en acier coulé, muni de deux segments ; sa tige est rattachée
par un manchon (11) à celle du piston en bronze de la pompe, ce dernier ayant éga-
lement deux segments. Le corps de pompe en bronze (5) est venu de fonte avec les
boites à clapets qui portent chacune une tubulure à bride pour la fixation de l'aspi-
ration ou du refoulement. Il est réuni au cylindre moteur par un bâti en acier
coulé (14).

LES POMPES. 8

114

POMPES A MOL'VEMKNT ALTERNATIF

La distribution s'opère toujours de la même façon. Un taquet solidaire du man-
chon d'accouplement des liges rencontre successivement les deux branches d'une
fourche (12) articulée sur un axe fixe, et dont la queue commande la tige du tiroir
par une biellette. Le tiroir est maintenant cylindrique et à segments : il se meut dans
un chemin en bronze vissé sur le cylindre.

FiG. 138 et 139.

La particularité intéressante de cette machine réside dans les organes dési-
gnés sous le nom de leviers-clapets (10). Les pompes de ce type, étant destinées à
alimenter les générateurs à vaporisation rapide construits par la maison Bellevilie et
nécessitant un niveau d'eau constant, devaient satisfaire à une condition importante
pour la bonne marche de l'ensemble : nous voulons dire que l'alimentation devait être
automatique. Voici comment le problème a été résolu. Lorsque le niveau normal est
atteint dans la chaudière, un flotteur placé dans le collecteur ferme le refoulement;
il ne le rouvre que lorsque le niveau baisse. Malgré cette intermittence, il n'est pas
nécessaire d'arrêter la pompe. En effet, lorsque le refoulement est fermé, la pression
augmente, le cheval ralentit sa marche, et des fuites se produisent sur les segments
du piston; mais ce ralentissement pourrait, aux extrémités de course, au moment où
le tiroir passe d'une position à celle opposée, causer l'arrêt complet: les leviers-cla-
pets permettent de Féviter. Leur fonctionnement est simple. Un peu avant d'arriver à
fond de course, le piston de la pompe soulève un levier-clapet, qui, en temps ordi-
naire, retombe en place par son poids; ce soulèvement démasque Forilîce d'un tube
qui fait communiquer le refoulement avec l'aspiration; il s'ensuit une diminution con-
sidérable de la pression à vaincre, d'où un accroissement de vitesse suffisant pour
passer le point mort. La vitesse se ralentit ensuite, et ne s'accélère plus qu'à l'autre
extrémité de course.

Ce dispositif fonctionne également lorsque le refoulement est ouvert ; mais il
ne serait pas indispensable si l'on n'avait pas à réaliser cette alimentation automa-
tique.

Le cheval vertical {fig, 140 et 141) possède les mêmes organes, agencés un peu
différemment par suite de sa disposition particulière.

Le manchon d'accouplement des tiges porte un butoir de forme spéciale dans
lequel passe et glisse une tige articulée au levier de distribution du cylindre à
vapeur. Chaque extrémité de cette tige est munie d'une rondelle d'acier recouverte

POMPES A ACTION DiaECTË

115

de fibrine sur laquelle s'amortissent, à chaque extrémité de course, les chocs conco-
mitants du changement de marche.

Les leviers-clapets existent également dans le type vertical; celui qui est à la
partie supérieure du corps de pompe n'a pas été modifié, puisque son poids lui per-
met de retomber sur son siège ; mais celui de la partie inférieure a nécessité un
agencement particulier, représenté sur la figure. Le mouvement produit à fond de
course sur le petit levier articulé est transmis par une bielle qui provoque la levée du
clapet et dont le poids est suffisant pour ramener le tout en place lorsque le piston
commence à remonter.

Fio. 140 et 141.

Les petits chevaux alimentaires verticaux sont surtout employés pour les géné-
rateurs de navire, à cause de leur faible encombrement, et ceux horizontaux pour
les installations à terre, sans cependant que ceci soit une règle stricte. Ils peuvent
aussi être employés comme pompe d'incendie. Les cylindres et les corps de pompe
sont essayés à la presse hydraulique pendant leur usinage, les premiers à 25 kilo-
grammes et les seconds à 35 kilogrammes par centimètre carré.

Voici quelques données sur deux pompes verticales ayant figuré à rKxpiKsilioii
universelle de 1900.

116 POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

1 2

Diamètre du cylindre à vapeur . . . . 322 millimètres 232 millimètres

— du corps de pompe .... 220 — 152 —

Course 400 -- 300 —

Débit à l'heure 42 mètres cubes 18 mètres cubes

Nombre de clapets dans chaque boîte . 7 4

Pompes Blake. — Dans ce type de pompe, on a cherché à obtenir le démarrage
dans n'importe quelle position, à éviter les chocs aux fonds de course, et à avoir des
courses entières pour le piston à vapeur; enfin, on est arrivé à régler, même en
marche, la course de la machine.

Les figures 142, 143, 144 permettront de bien comprendre cette intéressante
distribution, qui se compose d'un piston auxiliaire B, d'un tiroir principal D et d'un
tiroir auxiliaire C. Considérons la position de la figure 142 : le piston A est à son
fond de course droite, en même temps le piston auxiliaire B et le tiroir D sont à fond
do course gauche, pondant que le tiroir C ostà sou fond de course droite.

Fie. M2,

Dans ces conditions, la vapeur de la boîte J arrive, par EH, à droite du piston,
tandis que l'échappement se fait par H'E'KM ; le piston se meut donc vers la
gauche.

A un certain moment avant le fond de course gauche, le tiroir C va se mettre
en mouvement vers la gauche et, grâce aux lumières K, R et aux portées S, S', déter-
minera l'arrivée d'une certaine quantité de vapeur à gauche du piston B.

Ce piston, dans son déplacement vers la droite, entraînera le tiroir principal,
assurant ainsi le changement de marche de la machine ; on voit que la portée S vien-
dra fermer N, tandis que S' découvrira N', d'où admission de vapeur à gauche de B,
pendant que la portée V, franchissant Z, met, par R et X, le coté droit de B en com-
munication avec l'échappement.

On comprend ainsi que, la vapeur étant admise, la pompe démarre dans toutes
les positions, même au cas où D ferme à la fois E et E', ce qui se produit à toutes les
courses; N ou N' est ouvert, et, si la vapeur ne peut pénétrer directement dans le
cylindre moteur, elle pénètre sur l'une des faces de B, et fait déplacer D, qui démasque
\\ ou E'. Le piston esl, de plus, disposé de manière à assurer une avance réelle ren-
dant impossibles les chocs du piston contre les fonds du cylindre.

POMPES A ACTION DIRECTE 117

Comment maintenant est obtenu le mouvement du tiroir auxiliaire C? Dans la
construction actuelle 'fig, 142), MM. Glaenzer et Perreaud (Paris) commandent lo
tiroir C au moyen d'un levier L, actionné par la tige du piston principal; ce levier
porte un manchon qui glisse sur la tige du tiroir auxiliaire et détermine son mouve-
ment en poussant Tune ou Tautre des deux bagues O et 0' ; il est facile de voir qu'on
peut par conséquent — même en marche — modifier la détente en écartant ou
rapprochant ces deux bagues.

, Admission /^"^N

-r^ ^O^

, TiTdJr mixLc'C'
cirupé

v=y

.Ethajpemcnt \^^^
FlG. Ii3.

Fio. Hi.

Ayant ainsi décrit en détail la distribution de la pompe Blake, il devient inutile
de donner de plus longues indications sur les caractères de cette machine, représen-
tée figure 145.

l'i.i. lî."

Les figures 146 et 147 donnent, de plus, les détails de construction d'un type de
piston à segments extensibles, la figure 146 relative aux petits diamètres, la figure 147
aux grands.

Dans la première, 1 et 2 représentent les deux plateaux, 3 un écrou tronconique,
dont Tavancement contre le plateau 2 amène l'ouverture des segments 4 ; ces
segments sont coniques, et maintenus par la bande d'Bcier 5. L'avancement de

il8

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

l'écrou s'obtient au moyen de la clef 10, entrant dans les trous 8 et 9; enfin, la gar-
niture mobile, en fibre caoutchoutée rectangulaire, est indiquée en 6-7.

Dans la figure 147, les segments mobiles 3, 4, o maintenus entre les plateaux 1
et 2 peuvent être déplacés par trois vis à têtes rondes munies d'une barrette cylin-
drique ; les deux plateaux sont réunis par trois
vis à têtes carrées 11, 12 et 13.

Vw. \U>.

Tk;. Ii7.

Donnons maintenant quelques renseignements sur les types les plus courants.

1° Types horizontaux. — Pour les pompes alimentaires ou pour celles destinées
à refouler à des hauteurs supérieures à 30 mètres, lorsqu'on ne dispose que d'une
faible pression de vapeur, il existe un type de pompe simple, qui peut démarrer avec
une pression effective de 0*^^,2.

En voici des exemples :

DÉBITS
par

M IN DTK

NOMBRE
de

COUPS

par minule

DIAMÈTRES EN MILLIMÈTRES

COURSE

PISTON A VAPEIR

PJ8T0M A BAC

litres.

94
380

1-25
100

millimètres.

184
356

millimètre».

70
127

millimètres.

178
305

Lorsqu'on dispose d'une pression de vapeur de 5 kilogrammes environ, on peut,
pour obtenir des refoulements à grandes hauteurs, inférieures toutefois à 120 mètres,
employer soit un type de pompe simple, soit un type duplex, conformément aux
données ci-après :

DÉBITS
par

NOMBRE
de

COUPS

DIAMÈTRES EN MILLIMÈTRES

r.OURSE

MIML'TK

par minute

PISTOÎI A VAPEI'R

PISTON A EAU

litres.

millimètres.

TYPE SIMPLE

680

100

1 254

152

305

3.000

508

356

610

TYPE DUPLEX

160

100

133

127

565

229

133

254

POMMES A ACTION DIRECTE

110

Lorsqu'on a de fortes pressions de vapeur à sa disposition, et qu*il faut s'assurer
des refoulements importants, à des hauteurs de 15 mètres, par exemple, ou s'appli-

Vw. 148.

quant à des eaux boueuses ou chargées de matières, on emploie des types à doubles

Km. i4î>.

pistons plongeurs avec tiges d'entraînement et presse-étoupes extérieurs (/?//. 148),
La machine peut être simple ou compound.

Lorsqu'on veut commander la pompe par dynamo, on peut utiliser avec avan-

120

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

tage un type triplex [fig. 149) avec calage à 120° et plongeur simple ou double

comme ci-dessus.

2** Types verticaux. — Il reste à dire quelques mots des types verticaux,

employés, par exemple, pour le forage des puits ou Tépuisement. Ces types doivent

être légers, robustes, faciles à visiter et
à manier; on doit pouvoir les suspendre
à toutes profondeurs.

Les figures 150 et 152 donnent le
détail d'un dispositif dans lequel le piston
inférieur portant le clapet de refoule-
ment est surmonté d*un plongeur diffé-
rentiel, les sections dans le rapport de 1
à 2 ; ce type est donc à double effet.

La figure 151 montre nettement la
disposition des clapets et du système
différentiel ; la figure 152 donne la dispo-
sition simple permettant le démontage de
l'aspiration et l'enlèvement de la che-
mise 125.

Pour les puits profonds, les refoule-
ments à très grandes hauteurs ou les
eaux chargées de matières en suspen-
sion, il existe un type avec seulement
un piston plongeur en acier et des presse-
étoupes extérieurs.
Enfin, il existe un type duplex, pour la marine, dans lequel les pièces en bronze

prédominent naturellement, et qui est muni du système de réglage en marche

précédemment décrit.

vpi ^

iia Q]

^ — ^

Fio. 150, 151 et 152.

Pompe Hall. — Afin d'éviter les chocs dus à l'entrée ou à la sortie brusque de la
vapeur dans le cylindre des pompes à action directe, M. Hall a apporté à la pompe
Blake un perfectionnement assez simple (fig, 153 à 156). Pour cela, il a partagé en
deux parties inégalesles orifices et conduits du tiroir intermédiaire C et du cylindre P.
De plus, il a fait déboucher dans le cylindre les petits conduits n et n^ , beaucoup
plus près des fonds que les grands m et m^.

Il est maintenant facile de voir ce qui se passera au moment de l'admission. Le
piston, étant à fond de course, masquera m ou m^^ et le démarrage sera produit très
doucement par la vapeur arrivant en petite quantité par n ou n, .

Pour diminuer le choc dû à la vitesse de sortie à l'échappement, M. Hall a
donné au creux d du tiroir D une largeur seulement suffisante pour faire commu-
niquer e^ ou e\ avec e ; de cette façon, fei f^ sont fermés quand le tiroir est dans la
position d'échappement, et la vapeur comprise entre m et le fond est comprimée : le
choc à fond de course est donc supprimé.

Comme ce départ sous une faible impulsion et cette compression produisent un
ralentissement dans la marche, on a muni le cylindre de communications ^2,^2®"^"*®
w,n et wî^,n, qui, en temps ordinaire, sont fermés par des robinets à pointeau m^^m^^

POMPES A ACTION DIRECTE

121

IG. 153, 154 et 155.
-2?

Fio. 156.

422

POMPFS A MO['VEMENT ALTERNATIF

qu'on peut ouvrir partiellement ou totalement lorsqu'on met en marche à une allure
plus vive.

Pompe Kennedy. — La pompe Kennedy est caractérisée par la simplicité de sa
distribution [fig. 157, 158 et 157 his, 158 bis).

V\r„ 157 et 1o8.

L'ensemble de la machine se compose de trois pompes à action directe, à simple
effet, absolument semblables et calées à l^O'^sur un arbre .1. Les pistons plongeurs A
des pompes, venus d'une seule pièce avec les pistons moteurs B, sont supportés par
des coulisseaux C qui glissent sur le bâti entre les cylindres moteurs D et les corps
de pompe E. Les fonds des cylindres sont traversés par des tiges B^, B2, B3, qui sont
liées aux bielles J|, Jj, J3, par les crosses H^, Ilg, H3.

Les soupapes d'admission et d'échappement de chaque moteur sont situées
dans des boîtes séparées et sont commandées par des cames P^ et Pg portées par
l'arbre Q qui est mis en mouvement par le système des doux engrenages
coniques Q^, Q.

Afin de supprimer l'emploi des ressorts pour rappeler les soupapes constamment
sur leur siège, on a disposé ces dernières de façon que leur plus grande section soit

POMPES A ACTION DIRECTE

123

soumise à Taction de la vapeur de celui des deux milieux qu'elle doit mettre en com-
munication, et dont la pres-
sion est la plus élevée. Ainsi
la soupape d*admission M
sera maintenue sur son
siège par l'action de la va-
peur venant du générateur,
et la soupape d'échappe-
ment N par celle de la va-
peur contenue dans le cy-
lindre moteur.

Dans le but de régula-
riser la marche de la pompe
et d'éviter Temballement au
cas où le désamorçage se
produirait, on a adjoint, de
chaque côté des cylindres
moteurs, deux petits cy-
lindres K3 et K4, dont les fio. 157 bis et 158 bis.
pistons K, et Kg sont liés

aux crosses H^, Hj, H3, et dans lesquels une partie de Teau refoulée, amenée par
les conduits K5, K^, agit constamment en sens contraire de Teffort moteur.

Pompes à action directe J. Weir. — Les pompes à action directe Weir sont
caractérisées par la forme de leur distributeur de vapeur. Elles sont disposées verti-
calement. Le cylindre, à la partie supérieure, est maintenu à distance du corps de
pompe par des colonnettes en fer {/ïg. 161).

La boîte à vapeur D {fig. 159 et 160) se trouve à la partie inférieure du cylindre,
et peut être rapportée ou venue de fonte avec lui. l^e tiroir principal F est de forme
cubique extérieurement et se déplace dans une direction perpendiculaire à Taxe des
pistons du moteur et de la pompe. La face opposée à celle par laquelle il repose sur
le cylindre est munie de plusieurs orifices alternativement couverts et découverts
par un tiroir auxiliaire M, dont la tige Mj est commandée par un levier attaché à la
tige commune du piston et du plongeur. Une cloison en fonte Fj, percée d'un trou
central, partage en deux parties égales la cavité cylindrique du tiroir principal F.
Dans chacune de ces deux parties, est ajusté un piston fixe G ou G^, dont la partie
centrale externe vient buter sur des rondelles G3, tenues par des vis sur les parois
de la boîte à vapeur D. Il est facile de comprendre que F glissera sur ces» pistons
lorsque, par suite d'un déplacement du tiroir M, les orifices KouL assureront l'entrée
de la vapeur dans l'une des cavités, pendant que celle contenue dans l'autre s'échap-
pera par les conduits Cj ou C3, qui seront mis en communication avec l'échappement
principal C^CP par l'espace M, du tiroir secondaire.

L'admission au cylindre moteur se fait par les orifices A et B, lorsque ceux J
ou H sont placés au-dessus d'eux et que le tiroir M laisse découverts les conduits H^
ou Jj, situés sur la face opposée de F.

La figure 162 montre en plan le dispositif des orifices d'introduction et la forme

POMPES A MOÏ VEMENT ALTERNATIF

particulière du tiroir M. On remarque la différence de section entre les orifices II,
et Jg, destinés à conduire la vapeur au cylindre, et les orifices K, L, qui doivent
seulement assurer le déplacement du tiroir principal.

FiG. i:;9 et H»0.

La forme extérieure de M est déterminée par la position des orifices fl en
question et par le degré de détente qu'on veut obtenir.

Voyons le fonctionnement de cette distribution, et remarquons d'abord que les
deux coupes figures 159 et 160 ne se correspondent pas, attendu que, dans celle
figure 159, il y a admission dans la partie basse du cylindre par H^, H^y B, tandis
que, dans celle figure 160, il y a échappement dans la môme partie par
B, C,, C, P.

Le plan figure 162 correspond à la coupe figure 150; partons de cette position.
Quelque temps avant que le piston atteigne le haut de sa course dans le cylindre,
la tige Mj va s'être suffisamment déplacée pour que M ait fermé l'admission en Hg,
ainsi que la porte L; par contre, il aura ouvert la porte K pendant que la cavité M|
va mettre L en communication avec l'échappement par C^. La vapeur, entrant par K,
chassera le tiroir dans le sens perpendiculaire à l'axe du cylindre, fermant ainsi
Fadmission du fond du cylindre B et le mettant en communication avec l'échappe-
ment, tandis que, pour le haut du cylindre, A prendra la position d'admission ; mais
cela n'aura pas lieu avant que le piston, en finissant sa course, n'ait entraîné M suffi-
samment pour démasquer Jj. La course en sens inverse s'opère dans les mêmes
conditions.

Il est à remarquer qu'il n'y a pas à craindre de points morts, attendu que l'admis-
sion est ouverte immédiatement en arrivant à fin de course.

POMPES A ACTION DIRECTE

125

L'avantage de celte disposition consiste surtout dans la facilité de Tusinage ; il
n'y a en effet que les surfaces de glissement à dresser, et les pistons G et G^ à ajus-
ter; le démontage est très facile et il est rendu plus
L^ommode encore par le démontage du couvercle de la
boîte à vapeur.

Afin d'assurer la régularité de la longueur de la
course, l'admission est continuée par les portes N
([uand le tiroir M a fermé les conduits supérieurs du
tiroir principal. La quantité de vapeur ainsi admise
-st réglable à volonté par les robinets à pointeau N3;
rette rentrée de vapeur cesse dès que Tadmission a
eu lieu dans les cavités G, et, en général, elle n'est
employée que lorsqu'on marclie lentement.

La pompe en elle-même ne présente rien de bien
particulier. Elle peut être bien simple ou double, au-
trement dit le môme cylindre à vapeur peut comman-
der une seule pompe ou en commander deux placées

Fio. 161.

Fio. 162.

symétriquement par rapport à son axe. Les soupapes sont en bronze à canon et
multiples, et la grande section de passage offerte ne nécessite qu'une faible levée.
Les pistons (celui du moteur comme celui de la pompe) sont munis de segments qui
sont chassés contre la paroi cylindrique à Taide de ressorts.

Voici quelques dimensions relatives aux deux pompes exposées :

1 t>

Diamètre du cylindre 0™,203 0'",304

Diamètre du corps de pompe. . . 0 ,15:2 0 ,2^8

Course des pistons 0 ,381 0 ,t)Oî)

Débit par course double 13' ,oO 48' ,15

Nombre de courses par minute. 12 12

Débit par heure 9.931' ,5 34.568

Rncombrement en surface. . . . 0'°,54 X 0'",55 0'",71 X 0"',7()

Hauteur 2",09 2'",90

126

POMPES A MOUVKMKNT ALTERNATIF

La pompe Weir a surtout été étudiée dans le but de consommer une faible
quantité de vapeur. L'inventeur cite, à ce propos, des chiffres d'essais relatés par
M. Jeckell, ingénieur électricien de la ville de South Sliields, dans YElectrical
Review; quatre pompes à action directe furent essayées, et elles élevèrent par kilo-
gramme de vapeur: 1" 31* ,3 à 12"*, 25

2° 18 ,3 à 12 ,2
3'^ 17 ,77 à 11 ,5
4° î) ,57 à H ,5

Il est facile de voir que ces consommations
sont très variables; c'est d'ailleurs ce qui fait que,
malgré sa facilité d'adaptation pour tous les ser-
vices, la pompe à action directe a été réservée

Fio. i«3.

Fi(i. Ibi.

jusqu'ici seulement comme pompe d'alimentation de chaudière à vapeur, là précisé-
ment où on regarde moins à la consommation de vapeur.

Voici les résultats d'essais qui nous ont été fournis par la maison sur la plus
petite des deux pompes dont nous avons plus haut donné les dimensions :

Pression de la vapeur employée

Pression sur le refoulement

Nombre de doubles courses par minute ....
Litres d'eau débités par kilog. de vapeur. . . .
Rendements (Rapports du volume d'eau débité
au volume engendré par le pis ton de la pompe).

7•^^8

11 ,7

15,9

84' ,5

7''^()

6
55» ,3

97 p. 100 96,6 p. 100.

POMPES A ACTION DIRECTE

12:

Notons, pour finir, que ces pompes sont souvent employées comme pompes
marines d alimentation. Elles sont alors généralement groupées par paires [fig. 463
et 164), chacune des pompes restant néanmoins indépendante de la marche de
l'autre.

Pompe duplex à double plongeur Gordon et Maxwell. — Cette pompe analogue
comme principe aux pompes Mazeline a été construite par MM. Gk)rdon et Maxwell,
d'Hamilton (Ohio) ; elle comporte [fig, 165) deux corps de pompe à piston plongeur
et à double effet et deux cylindres à vapeur.

Fio. l<i.ï.
l.*)6, Piston plongeur du corps de pompe de droite. — 159, Héservoir d'air commun aux deux corpb de
pompe. — 161, Soupapes de décharfçe avec leur ressort. — 161-162, Soupapes d'aspiration, avec leur
ressort 166 et leur tige 164. — 168-172-110, Tuyau d'aspiration. — 169, Tuyau de décharge. — 129, Tige
du plongeur du corps de pompe de droite. — 148-166, Traverse fixée sur la tige et bielle actionnant
par l'intermédiaire du rouleau 145 la distribution du cylindre à vapeur de gauche. — 142, Bielle
reliée à la tige du plongeur de gauche et actionnant par l'intermédiaire du rouleau 141 et de la
petite bielle 143 la distribution du cylindre de droite. — 135-136-138, Distribution du cylindre de
droite.

L'admission de l'un de ces cylindres est commandée par la tige du piston du
corps de pompe qui ne lui correspond pas, comme il est facile de le voir sur la
figure 165.

Pompe de Tlmperial Institute. — Ces machines, construites par MM. A. Smitli
et Stevens, de Battersea, servent à actionner les élévateurs et ascenseurs hydrau-
liques faisant le service des marchandises et des voyageurs.

Les machines [fig. 166 et 167) sont du type duplex, genre Worthington; les
deux cylindres à vapeur ont O^ï^S de diamètre et 0'",25 de course.

Les tirants qui réunissent les cylindres au corps de pompe fonctionnent comme
guides pour les traverses.

Le tiroir d'un des cylindres est mis en mouvement par un levier fixé sur la tige
de piston de l'autre cylindre ; cette liaison est assurée par un écrou à ressort fendu et
ciiiboitdut la tige.

128

POMPES A MOUVEMEN;T ALTERNATIIF

Les pompes sont du type à double effet à piston différentiel et disposées de
manière à ce que trois soupapes suffisent au lieu des quatre ordinairement employées
dans ce cas.

FiG. 166 et 167.

On voit que, dans le mouvement du plongeur de gauche à droite, le refoulement
s'effectuera par les deux valves de gauche, tandis que, lors du mouvement de droite
à gauche, l'aspiration aura lieu par les deux valves de droite, la valve intermédiaire
servant ainsi à deux fins.

Pompe J.-A. Groshon. — Cette machine, brevetée aux Etats-Unis sous le
numéro 499.730 (20 juin 1893), a été surtout étudiée au point de vue de la dispo-
sition des cylindres à vapeur, de leur distribution et de l'appareil de compensation.
Elle est à triple expansion et comporte {fig, 168 à 176) un cylindre à haute pres-
sion B, un cylindre intermédiaire C et deux cylindres à basse pression D et E. Ces
quatre cylindres sont groupés en deux tandems : B et D d'une part, C et E d'autre
part, agissant sur deux mécanismes identiques et combinés comme on va le voir
\fiij. 168 et 169).

Chaque tandem possède une tige unique F, portant, dans les cylindres, les pis-
tons habituels et se prolongeant jusqu'au bout de la machine entre les deux traverses
à glissières G, G, qui relient les cylindres aux pompes.

Ces tiges actionnent l'appareil de compensation, qui a pour mission de modérer
leur mouvement pendant le début de leur course et d'y aider au contraire à la fin.
Cet appareil est double pour chaque tandem et disposé de part et d'autre de la
tige F ; il consiste en leviers J {fig, 168) oscillant autour d'un arbre K, et reliés par
leurs extrémités supérieures à la tige F, au moyen des bielles I^, et par les extré-
mités inférieures à la petite branche du balancier N, au moyen des tiges M. Le balan-
cier N, oscillant autour de l'arbre 0, peut actionner, par les tiges Q et la tra-

POMPES A ACTION DIRECTE

129

verse R qui les relie, le piston W {fig, 170) du cylindre à pression hydraulique P.
Les cylindres à pression, des deux côtés de la machine, sont reliés Tun à Tautre
ainsi qu'au conduit d'eau par les tuyaux TV, et la pression de Peau agit sur le
piston W.

Tê

Fio. 168 et 169.

Il est facile de voir comment fonctionne ce système. Si la tige F de la figure 168
se déplace vers la gauche, par exemple, on voit que le levier J, en se redressant
— pendant la première moitié de la course — va agir sur N de façon à soulever la
tige Q et, par conséquent, le piston W, ce qui absorbera un certain travail, tandis
que, pendant la seconde moitié de la course, ce môme piston, en s'abaissant, agira
sur le balancier et les leviers précédents de manière à faciliter le déplacement de la
tige F vers la gauche.

La distribution, du type Corliss, présente un certain nombre de particularités
qui méritent d'être signalées.

A la partie inférieure de chaque cylindre se trouve {fig, 172 et 173) une boîte
de distribution («) avec des chambres d'admission h et une chambre d'échappe-
ment d,

LES P03IFES. 9

i30

POMPES A MOrVKMENT ALTERNATir

La triple expansion est assurée par le passage successif de la vapeur, au fur et
à mesure de son utilisation, dans les chambres de distribution des cylindres B, puis C,
puis en D et E.

L'admission s'effectue par les orifices e et les soupapes i\ mues par les arbres
transverses v)\ Téchappement se produit par les orifices /"et les soupapes y, mues par
les arbres transverses x [fig, 169 à 173).

Fio. no et ni.

FiG. n2 et 173.

Les arbres a?, qui commandent les soupapes d'échappement, sont reliés par les
leviers C, D' et E' aux arbres F' et Z', de façon que les soupapes d'échappement du
tandem de droite soient commandées par F', mû lui-môme par le mécanisme de com-
pensation du tandem de gauche, et vine versa.

Les arbres W, qui commandent l'admission, sont reliés par les leviers A^'B' au
mécanisme de détente (sur lequel je reviendrai), en même temps que, par les leviers
T' et R', ils sont reliés aux dash-pots S', qui déterminent la fermeture instantanée
des soupapes d'admission ; enfin — par l'intermédiaire du bras fourchu M', du bloc à
glissière P', de la butée V et des leviers K', C, — l'admission est reliée au mécanisme
d'échappement.

On voit qu'en somme la tige du piston d'un des tandems, en se déplaçant,
actionne son mécanisme de compensation, lequel met en mouvement les échappe-
ments de Y autre tandem, et, par là même, leurs admissions.

POMPES A ACTION DinEGTE

131

La détente est obtenue au moyen du système détaillé (en fg, 168 et 175) dans
lequel agit la pression de Teau de la pompe. A chaque coup du plongeur, Teau se
trouve refoulée par g' dans le cylindre
f^ au-dessus du piston q' ; quand la
pression est sufGsante, la tige e' est
tirée malgré le contrepoids m\ et,
grâce au mécanisme MônW'X', agit
sur les tiges B' et vient fermer Tad-
mission ; cette détente est réglable au
moyen du robinet K.

On voit que chaque pompe règle
ainsi la détente du tandem qui la des-
sert directement. Dans bien des cas,
on peut se dispenser du système auto-
matique f\ et faire usage seulement
des leviers à rainures y\ montés sur
les arbres F', 7/, et pourvus de moyens
(comme la vis A'" de la figure 176)
permettant de donner aux blocs W
une position telle que la détente ait
une valeur déterminée.

Les dash-pots sont construits
comme d'ordinaire et en relation avec
le condenseur au moyen de A", de
sorte que le vide se trouve exister en

dessous des pistons, tant que ceux-ci ne viennent pas recouvrir l'entrée du canal in-
férieur et déterminer une légère compression de Tair.

Pompes d'Auria. — On a pu reprocher justement à certaines machines à action
directe de donner lieu — par suite des réactions combinées de la pompe et du moteur
— à des chocs toujours préjudiciables à leur bon fonctionnement et à leur durée.
L'inventeur a cherché à y remédier au moyen d'un poids additionnel animé d'un
mouvement de va-et-vient participant du mouvement même de la machine.

Ce poids (solide ou liquide) est destiné à éteindre uniquement, par des frotte-
ments et sans chocs, les excès de force vive qui peuvent se produire aux fonds de
course. Tel est l'objet des brevets L. d'Auria. Dans le dernier, l'auteur décrit trois
dispositions ci-après reproduites.

Première disposition. — Le poids additionnel est une colonne liquide enfermée
dans un tuyau de dimensions convenables, et mise en mouvement par un piston relié
à la tige du plongeur; un dispositif spécial permet à la colonne liquide de dépenser
son excès de force vive en traversant des sections contractées. La figure 177 donne
l'ensemble d'une machine double à action directe sur laquelle le système a été
appliqué.

Le chiffre 1 représente la machine à vapeur ; 2, la pompe proprement dite ; 3 est
une chambre cylindrique faisant partie de l'ensemble (3, 4, 5, 6, 7, 8), entièrement
rempli de liquide ; le piston 9, mobile dans cette chambre, est relié par sa tige 10,

FiG. 174, 17:i et 176.

132

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

d'une part au ploageurde la pompe et, d'autre part, par l'intermédiaire des traverses,
bielles et renvois il, 12 et 13, au mécanisme de distribution du moteur.

A chaque extrémité de la chambre, se trouvent trois passages étroits 14
(Voir fig, 178) formés par trois nervures longitudinales 15, prolongeant la surface
cylindrique de la chambre 3 dans une chambre de plus grand diamètre. A Textré-
mité de la course, le piston découvre peu à peu les orifices 14 ; si la colonne liquide
qui le suit n'a pas de force vive en excès, la circulation du liquide s'arrête d'elle-
même ; dans le cas contraire, le liquide circule au travers des orifices et la force vive
s'amortit en frottements et sans chocs.

^^1

Kici. 177, ns el 179.

Pour maintenir l'appareil toujours plein de liquide, on l'a pourvu d'un système
d'alimentation automatique comprenant une conduite 16, reliée soit à la conduite
principale 18, soit à toute autre source, une soupape d'arrêt 17, et deux tuyaux 19
et 20, reliant la conduite IH aux deux extrémités de la cliambre 3. Deux clapets 21
et 22 sont destinés à éviter le refoulement du liquide sous Faction du piston 9.

Pour obvier au danger que pourrait présenter une chute soudaine de pression
dans la conduite principale 18, l'appareil 3, 4, 5, 6, 7, 8 est muni d une soupape à
disque et à pivot 23, mue par le diaphragme régulateur 24, grâce aux organes inter-
médiaires 26, 27, 28; le diaphragme est actionné par la pression même de l'eau

POMPES A ACTION DIRECTE

i33

contenue dans le tuyau 18, de sorte que, si la pression tombe soudainement dans ce
tuyau, le diaphragme s'affale, entraînant la fermeture de la soupape 23, qui bloque
alors la colonne liquide et empêche la machine de s'emballer.

Enfm, la chambre 3 est mise en communication avec un petit réservoir 30, de
sorte que, si Ton veut demander à la machine une force anormale (en cas d'incendie
par exemple), on peut la faire fonctionner, abstraction faite delà chambre 3 et de la
colonne liquide, comme une machine ordinaire.

Deuxième disposition. — Dans cette seconde disposition {fig. 179), le poids
additionnel est encore une colonne liquide, et l'agencement général est analogue à
celui de la figure 177; mais ici la circulation du liquide ne peut se faire qu'au travers
d'une soupape à ressort 38, qui commande le tuyau en T 36-37 réunissant les deux
côtés de la chambre 3. La tension de ce ressort est telle que la soupape ne se
soulève que lorsque la pression du liquide sur le piston 9 dépasse la plus forte
pression admissible en marche normale ; lorsque cette limite est dépassée, la colonne
liquide circule et absorbe en frottements la force vive en excès.

jrj V,ï

dl-tf 1è

FiG. 180, 181 et 182.

Troisième disposition. — Dans cette troisième disposition (/%r. 180 à 182), le
poids additionnel est solide. La tige du piston de chaque cylindre et de chaque
pompe est munie d'une traverse 45 et, par l'intermédiaire de la tige 46, actionne la
manivelle oscillante 47. A l'arbre 48, qui porte cette manivelle, est fixé en perma-
nence un système représenté en coupe [ftg. 181), et composé d*une hofte cyHn'-

iU POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

drique 50, comprise entre un disque 49 et un diaphragme 51, fixé lui-même sur un
autre disque 53, qui peut venir s appliquer sur la couronne 58. Celle-ci est fixée à
la pièce 56, qui porte, par Tintermédiaire des bras visibles sur la figure 182, la
roue 57, qui constitue le poids additionnel de va-et-vient. Un canal percé dans Taxe
de Tarbre 48, et commandé par le robinet 63, met la boîte 50 en communication avec
Teaude la conduite principale. On voit que la pression s'exerçant dans la chambre TK)
rendra solidaires toutes les pièces du système et que la roue 57 tournera avec
l'arbre 48. Le réglage est fait de façon qu'erg marche normale il n'y ail aucun
glissement du manchon 49 contre la pièce 56; mais, si la machine tend à s'emballer,
si la résistance de la pompe diminue brusquement, le manchon 49, par suite de la
force vive qui lui sera transmise, glissera sur la pièce 56, et les frottements qui en
résulteront absorberont sans chocs l'excès de force vive à annuler.

On pourrait substituer à la pression de l'eau de la conduite principale toute
autre pression (d'un gaz, pression d'un ressort) ; mais cette disposition offre l'avantage
d'être en quelque sorte automatique et de pouvoir s'adapter aux différentes condi-
tions de marche de la pompe.

Pompe verticale Foornier et Cornu. — Cette pompe est du type à action directe,
elle est destinée à faire l'épuisement pendant le fonçage ; aussi sa disposition est
toute particulière (fig. 183 et 184).

Elle a été étudiée de manière à tenir le moins de place possible en largeur dans
le puits, c'est-à-dire dans le sens où l'espace manque le plus.

C'est une pompe duplex à distribution Worthington légèrement modifiée. Les
leviers commandés par les tiges n'ont pas les branches de leur fourche prise dans la
gorge d'un manchon ; ils sont articulés à une des extrémités d'une petite bielle, dont
l'autre est prise dans la partie inférieure d'un collier serré à bloc sur la tige de
piston. Les bielles qui commandent les tiges de tiroirs sont en deux parties, réunies
par un double écrou, qui peut permettre d'augmenter ou de diminuer leur longueur
pour faciliter le réglage, lorsque, à l'usage, les articulations ont pris du jeu, et que
la distribution ne s'opère plus bien. Les deux cylindres sont venus de fonte d'une
seule pièce, dans laquelle on fixe le crochet qui permet de descendre la pompe au fur
et à mesure des besoins.

Les pompes comprennent quatre corps, dans lesquels se meuvent deux plon-
geurs ; seulement ceux-ci sont fixés à l'extrémité des tiges de pistons à vapeur, et
traversent chacun deux corps, placés l'un au-dessous de l'autre ; ils produisent ainsi
l'aspiration dans l'un et le refoulement dans l'autre, de sorte qu'au total les quatre
pompes à simple effet constituent en réalité deux pompes à double effet. Les boîtes à
clapets sont au nombre de quatre; elles ont la longueur de corps et une section
triangulaire. Les deux boîtes d'aspiration et les deux de refoulement communiquent
ensemble. Elles contiennent chacune six clapets en bronze, constamment rappelés
sur leur siège conique par des ressorts. Les extrémités des corps de pompe portent
des attaches qui servent à fixer la pompe sur des cornières.

La pompe est munie en outre d'un réservoir d'air vertical placé sur le refou-
lement; il est compris entre les cylindres à vapeur, à c6té d'un tube de niveau qui
indique à chaque instant la quantité d'air qu'il contient, et d'un collecteur dans lequel
sont conduites toutes les purges de la machine.

jMl j*^ 'Lflir TT

^1 «tf

•^ J^-'t^ l*^ ^i^

E==^

FiG. 483.

i M I,

FiG. 184.

136 POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Les principales dimensions de cette machine sont les suivantes :

Diamètre des cylindres à vapeur 200 millimètres

Diamètre des plongeurs 74 —

Course commune 266 —

Débit à rheure 12 mètres cubes

Hauteur de refoulement 190 mètres

Nombre de doubles courses par minute 200

Pression de la vapeur employée 4 kilogrammes

Ces pompes sont toutes en fonte ; les tiges sont en fer, et les plongeurs en fonte ;
ordinairement on fait les plongeurs et les tiges en bronze, mais, étant donnés les
efforts que ces pièces ont à subir et la légèreté qu'on veut conserver à cet appareil
qui doit être facile à déplacer, on a fait ces organes en fer et en fonte.

Certaines de ces pompes peuvent atteindre un débit de 145 mètres cubes à
rheure. Les usines de Rive-de-Gier en ont une de cette importance, dont les dimen-
sions principales sont :

Diamètre des cylindres 325 millimètres

Diamètre des plongeurs 225 —

Course commune 280 —

Débit à rheure 145 mètres cubes

Hauteur du refoulement 40 mètres

Pompe Worthington. — Sans refaire en détail l'historique, aujourd'hui bien
connu, de la pompe Worthington, on peut rappeler que, primitivement construite
en vue de l'alimentation des chaudières, cette machine comportait des clapets
coniques à grande levée et une distribution à tiroir — sans détente ni condensation
— le tiroir étant mû automatiquement au moyen d'un flotteur placé dans la chaudière.

Ce type, intéressant par sa nouveauté, ne tarda pas à se transformer par la
substitution d'un certain nombre de petits clapets à faible levée au clapet unique et
par Taccouplement de deux machines fonctionnant côte à côte, et conduisant chacune
le tiroir de l'autre : le type duplex était créé.

La pompe Worthington ordinaire est encore aujourd'hui une pompe duplex très
simple, dont la figure 185 donne l'ensemble et les détails de construction. Le tiroir 3
est un tiroir plan ordinaire, mû par le levier 5, qui parcourt toute la course et est
mis en mouvement par des leviers reliés à la tige des pistons de l'autre machine. On
voit que, les parties mobiles restant toujours en contact, les chocs sont évités dans
la commande du tiroir.

Le plongeur 40 esta double effet; il se meut à travers un anneau alésé avec soin.
Le plongeur et son anneau peuvent être facilement enlevés, réalésés ou remplacés
par un autre couple, si besoin est. On a disposé le plongeur un peu au-dessus des
clapets d'aspiration afin de former au-dessous des parties frottantes une chambre où
peuvent se déposer les matières étrangères en suspension dans l'eau ; ce dispositif
assure une moindre usure du piston à eau et de son anneau.

Ce type de machine est surtout employé pour Talimentation des chaudières, les
Berviees d'inceadiet las ascenseurs, en un mot chaque fois que, disposant d'une près-»

POMPES A ACTION DIRECTE

137

sion de vapeur convenable, on désire obtenir des pressions d'eau inférieures à 12 kilo-
grammes par centimètre carré.

Débits par miDute
litres

80 à 160

950 à 1500

3750 à 6300

Nombre de coaps

de chaque plongeur

par mÎDUte

100 à 200
73 à 125
75 à 125

Diamètres en millimètres

cylindre à rapeur
miilîmèlres

114

356
308

plongeur
millimélreft

70
178
336

Course
millimètres

102
354
255

ç^..

Fio. 185.
4, cylindres à vapeur n** 1 et 2, 2, fonds des cylindres. — 3, tiroir. — 4, écrou de la tige. — 5, du
tiroir, à stuffing box 6 et articulation 7. — 8, chambre du tiroir, à couvercle 9, tuyau d'admis-
sion 10 et graisseur 11. — 12, segment du piston 15, à boulons 14, ressort 16 et joint 17 à
ressort 18. — 24, tige du piston, à stuffing box. — • 20, 21, et écrou 19. — 22, pied du cylindre.
— 25, 26, 27, 28, bielles à goupille 29, articulée à Taxe 31, qui commande le tiroir du cylindre
n* 1, lequel est mené, de la tige du cylindre n* 2, comme l'axe 30, qui commande le tiroir n* 2,
Test de la tige du cylindre n» 1, par 34, 35, 39 et 32. — 44, cylindre de la pompe, à fonds i") et
54, stufGng box 55, 53, plongeurs à fixation conique 51, 47, par boulon 52, 53, garniture 49, 4S,
clapets 59 d'aspiration par 65, 66, et de refoulement par 63, 64, avec siège 60, tiges 57, res-
sorts 58. — 42, 43, 46, purgeurs, 61, regard, 67, réservoir d'air.

Lorsqu*on dispose d'une pression de vapeur ordinaire et qu'on veut seulement

138

POMPES A MOUVEMENT ALTEUXATIF

obtenir des refoulements modérés, on emploie un type analogue au précédent, mais
dans lequel les pistons à eau et à vapeur ont des diamètres peu différents Tun de
Tautre.

Débita par minute

Nombre de coups

pour chaque plongeur

par mioutu

Diamètres en
cylindre à vapeur

millimètres
plongeur

Course

litres

millimétrés

millimètres

millimétreii

ilOO à 1650

100 à 150

190

216

152

3730 à 6300

75 à 125

406

3o«

2r)4

12500 à 23400

40 à 73

736

66()

4.)/

Comme ce type de machine, ne permet pas à la pompe d'alimenter elle-même sa
chaudière, on Ta quelquefois muni d'un appareil d'alimentation qui est alors fixé à
l'extrémité d'un des cylindres à eau (fig, 186).

FiG. 186.

Lorsqu'on ne dispose que d'une faible pression de vapeur (0^«,33 à 0^«,70), on
utilise, pour refouler à 30 ou 33 mètres, un modèle analogue aux précédents, mais à
plongeurs de faible diamètre.

Débits par minute

3000 à 3000^»*
9000 à 18000

Diamètres en millimètres

cylindre

132"»
229

pompe
31»"'"

132"*'"
234

Si on désire, au contraire, refouler les liquides sous forte pression, comme pour
les ascenseurs, treuils, presses, etc., on emploie un type à double plongeur, avec
presse-étoupes extérieurs, les deux plongeurs agissant séparément dans chaque
extrémité d'un long cylindre cloisonné en son milieu [fig. 187).

Ces pompes, souvent employées comme pompes de mines, subissent quelquefois

POMPES A ACTION DIRECTE

139

une autre modification connue sous le nom de type Seranton ; les plonpfeurs fonc-
tionnent alors dans quatre cylindres à eau dis-
tincts avec presse-étoupes extérieurs {/ïg, 188) ;
ce type supporte des pressions de refoulement
de 20 kilogrammes par centimètre carré.

r**^

Vie. 187.

Fir.. 188.

DébiU par minute

900 à 1800"'.

Nombre de coup»
par minute

50 à 100

Diamètres en millimètres

cylindre à vapeur

plongeur

216""»

Course

254""

1800 à 3600

50 à 100

635

305

254

3300 à 6600

25 à 50

737

305

Fio. 189.
Tous ces types fonctionnant sans détente, la consommation de vapeur y est rela-

«40

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

tivement forte ; aussi a-t-on réalisé des dispositifs compound, qui sont d'ailleurs
applicables à tous les types précités. On se contente d'atteler deux cylindres en tan-
dem, les deux tiroirs étant mus en même temps par la même tige [fig. 189). Des
pompes de ce type sont utilisées dans les aciéries Bessemer et pour assurer à des
distances considérables le refoulement des pétroles.

Dans certains cas, et en particulier pour les pompes à incendie, il est bon que la

pression au refoulement soit
maintenue aussi uniforme que
possible ; il existe un régulateur
de pression qui satisfait à ce de-
sideratum et qui est joint, par la
Compagnie Worthington, à un
certain nombre de ses pompes. La
figure 190 permet de comprendre
comment, lorsque la pression au
refoulement atteint le maximum
qui lui a été assigné, cette pres-
sion se communique par E à la
partie supérieure du plongeur
M, maintenu par le ressort D,
dont la tension a été convenablement réglée. Les déplacements du plongeur en-
traînent ceux du robinet de vapeur B, qui vient alors étrangler ou fermer l'admission

Fio. 190.

Fm. 191.

de vapeur A et ralentit ou arrête ainsi la pompe jusqu'à ce que la pression se ré-
gularisci Les pompes munies de ce régulateur sont souvent pourvues d'un dispositif
accessoire dit draineur automatique de sûreté^ destiné à débarrasser les cylindres de
Teau de condensation qui s*y forme sqns occasionner de pertes de vapeur vive. Ce

POMPES A ACTION DIRECTE

141

sont de simples tuyaux munis de valves d'arrêt automatiques et faisant écouler Teau
dans le purgeur.

Pour les grandes installations, où la dépense de combustible joue un rôle
important, on a créé un type perfectionné, dans lequel on utilise la disposition
compound (avec une distribution genre Corliss) et pour lequel on a établi des
cylindres compensateurs {fig. 191). Ce sont deux petits cylindres oscillants, dans
lesquels se meuvent deux pistons fixés symétriquement sur la tige principale des
pistons. Ces cylindres oscillants, disposés [pg, 194) de manière à être verticaux,
lorsque les pistons à eau et «i vapeur sont à mi-course, prennent, aux deux fonds
de course, des inclinaisons inverses. Ils sont remplis d'un liquide quelconque — le
plus souvent de Teau — et mis en relation permanente avec un réservoir d'air dans
lequel on maintient une pression initiale convenable.

roc/jf mivZ

FiG. l'J-2, 193, 194 et 193.

La figure 192 représente des diagrammes pris sur les cylindres à haute et à basse pression d une
machine éiévatoire Worthington à cylindres compensateurs. — La figure 193 montre le diagramuie
du cylindre à eau de la m«^me machine. — Les figures 194 et 195 représentent les positions succes-
sives et l'action des cylindres compensateurs. Leur pression horizontale est représentée par la
ligne fhk et celle-ci, combinée avec la ligne £r6c' qui donne la pression eflective dans les cylindres
à vapeur, se traduit par la ligne fbgde indiquant la pression transmise efTeclivement aux pistons
plongeurs et est presque identique au diagramme du cylindre à eau.

Dès lors, pendant une partie de la course, ces cylindres absorbent une certaine
quantité de travail et ils la restituent (aux frottements près) pendant l'autre moitié de
la course : ces cylindres compensateurs constituent donc un véritable volant, dont
l'efficacité varie avec la pression initiale de leur air. Or cette pression est obtenue

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

et maintenue au moyen d'un accumulateur différentiel en relation, d'une part, avec
la conduite de refoulement, d'autre part avec les cylindres compensateurs, de
sorte qu'il exerce, dans ces cylindres, une pression proportionnelle à la pression
du refoulement et que toute modification de cette pression a pour conséquence une
modification correspondante et convenable de leur fonctionnement et de leur effet.

On arrive ainsi à exercer sur les pistons des pompes une action sensiblement
constante malgré la haute pression de la vapeur, la détente et la condensation et, de
plus, la régularisation est indépendante de la vitesse de la machine, ce qui est pré-
cieux pour des machines dont on peut avoir à faire varier Tusage et, par suite, la
vitesse de régime assez fréquemment (Voir diagrammes, f.g, 19-4).

Je donnerai quelques résultats d'essais faits sur ce type de pompe.

1** Machine de Brooklyn. Essais de MM. Mair et Smith {Engineering^ octobre 1886) :

Pression de vapeur dans la chaudière 5*^,6

Pression sur la pompe (y compris l'aspiration). 6 ,3

Pression dans les compensateurs 14 ,2

Moyennes Pression moyenne dans le cylindre H. P. . . . 2 ,0
de 3 essais: \ Pression moyenne dans le cylindre B. P. . . . 0 ,8

Rendement de la machine 91p.<(K)

Vitesse du piston par minute 26°*, 50

Poids de charbon par cheval-heure indiqué. . . 0^«,780

Fi(i. 1%.— Poiiii»e Worlhinqlon à haute pression compound, à deux plongeurs conju^'ués par un
cadre extérieur. Compensateur. Condenseur à injection réchautfeur de la vapeur passant du petit
au grand cylindre. Garnitures extérieures, facilement accessibles. Clapets multiples, fi chambres
subdivisées, métalliques, avec sièges à garnitures en cuir, à petites surfaces et faibles levées.
ï)uty 400.000 kilogrammètres par kilogramme de charbon : frottement, 3,6 0/0.

2° Machine de la New River C° Works. Essais de M. Morris {Engineering ^ jan

vier 1889) :

/ Pression de vapeur dans la chaudière 5^^, 5

^ / I Pression de l'eau 44", 6

( Poids de charbon par cheval-heure indiqué. . . 0''«f,910

POMPKS A ACTION DIRECTE 143

3° Résumé par M. Osbert Chadwich des essais faits en An*;^leterre sur 4 machines
Worthington construites par J. Simpson and (> [TheEngineer, mars 1891) :

(West Middlesex Waterworks Hamplon.
— Hammersmilh.*

New River Waterworks Stoke Newington.
Oxford Waterworks.

Hauteur de Teau sur la pompe Ifi" à 58™

Rendements 84 p. 100 à 92 p. 100

Eau d'alimentation par cheval-heure de la ) ^^ , ^

pompe, y compris Tenveloppe |

Poids de charbon par cheval-heure 0''»,950 à 0''«f,800

Lorsqu'on combine les dispositions exposées ci-dessus, on obtient des types
très puissants et relativement économiques. La figure 196 ci-jointe représente une
machine destinée à refouler 60.000 hectolitres de pétrole par jour contre une pres-
sion de 65 kilogrammes par centimètre carré. Le corps de pompe comporte un certain
nombre de boîtes à clapets indépendantes, solidement établies et faciles à visiter.
On retrouve ici la disposition compound et les cylindres compensateurs ; mais, la
pression de refoulement étant largepient suffisante, Taccumulateur a été supprimé.

Vu\. lin.

Les pompes de pression destinées au fonctionnement des ascenseurs de la tour
Eiffel (Exposition 1900) sont simples, compound ou même «i triple expansion [fig, 197
à 199); elles servent à fournir Feau sous pression pour les ascenseurs (Otis et Édoux)
de la tour.

Le piston ordinaire de la pompe d'alimentation est supprimé et remplacé par
deux plongeurs placés bout à bout dans deux corps différents, reliés par des tiges
extérieures et par des traverses. La disposition duplex est conservée. La distri-
bution de la vapeur au moteur, qui est compound ou à triple expansion, se fait par
le système Corliss. La disposition des clapets des pompes est modifiée et installée

i44 POMPES A MOUVEMENT ALÏERNAÏ|IF

de la même façon que dans le type d'alimentation pour chaudière marine, afin de
faciliter le montage et la surveillance. On obtient avec ces machines de très fortes

Fio. 198.

pressions ; les corps de ■ pompes, [dans certains types, peuvent supporter 550 kilo-
grammes par centimètre carré, de même que les boites à clapets.

■.•.■s»'.. .V vVfï< ■■.•••••'

FiG. 199.
L'installation faite sur le quai d^Orsay par la Compagnie W'orthington, pour

POMPKS A ACTION DHiECTR

145

Télévation de l'eau nécessaire aux divers services de T Exposition de 1900, compre-
nait quatre pompes à triple expansion, pouvant ensemble élever 180.000 mètres cubes
en vingt-quatre heures. La quantité consommée par le Chàteau-d'Eau en marche
étant de 900 litres par seconde (ce qui ferait 78.000 mètres cubes par jour), on voit
que deux machines seulement étaient suffisantes. Les deux autres étaient destinées à
p.arer aux accidents.

Ces machines sont munies de compensateurs disposés sur les glissières. Une de
ces pompes est figurée ci-contre {fig, 200).

La distribution est du genre Corliss. Les plateaux que portent les cylindres
sont réunis, d'une part, directement par deux bielles aux tiroirs d'échappement, et,
d'autre part, par un balancier articulé aux bielles qui commandent les tiroirs d'admis-
sion. Une même tige met en mouvement, dans chaque machine, les trois plateaux
principaux, et agit par conséquent sur les quatre distributeurs de chaque cylindre;
mais, de plus, les balanciers d'admission sont réunis au coulisseau par le mécanisme
ordinaire qui caractérise le type duplex Worthington.

Fio. 200

Chaque machine forme deux pompes à double effet, dont les refoulements se
réunissent sur un collecteur portant le réservoir d'air; ce dernier est muni d'un
manomètre et d'un tube de niveau.

LES POMPES.

146

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

L'eau est aspirée dans la Seine, puis envoyée dans le réservoir du Chàteau-d'Eau
dont elle alimente les cascades ; de là, elle est pompée par quatre pompes centrifuges
conjuguées deux à deux, qui renvoient par des conduites souterraines dans la Gale-
rie des Machines, où elle est utilisée à la condensation de la vapeur d'échappement
des machines motrices; de là, elle retourne enfin à la Seine.

FiG. 201.

Pour alimenter les chaudières qui fournissent la vapeur à ces quatre machines,
la maison Worthington a installé une pompe verticale duplex, type de la marine
(A^. 201).

Celle-ci est étudiée dans le but de tenir dans l'espace le plus restreint possible,
et de présenter néanmoins certaines commodités au point de vue de la visite et de
Tentretien. Ses dimensions principales sont :

Diamètre des cylindres à vapeur 229 millimètres

Diamètre des corps de pompes 152 —

Course 254

Débit maximum par heure 45"^,600

POMPES A ACTION DIRECTE U7

Diamètre du tuyau d'amenée de vapeur 51 millimètres

Diamètre du tuyau d'échappement 64 —

Diamètre du tuyau d'aspiration 127 —

Diamètre du tuyau de refoulement 102 —

Et elle peut tenir néanmoins dans un espace mesurant 81 centimètres sur
81 centimètres. Elle peut atteindre une pression sur le refoulement de 17 kilo-
grammes.

Au point de vue de la commodité du service, les soupapes sont placées dans des
boîtes séparées venues de fonte sur le devant des corps de pompes. De cette façon,
on peut appliquer la pompe directement sur une cloison verticale, sans avoir besoin
de laisser derrière un passage pour la visite ; de plus, chaque soupape ayant sa boîte
propre, il n'est pas nécessaire, comme dans beaucoup de cas, d'enlever la soupape
de refoulement pour avoir celle d'aspiration.

Enfin les tiges des pistons étant en deux parties, réunies par des manchons, il
n'est pas nécessaire de sortir le piston à vapeur pour avoir le plongeur ou inverse-
ment.

La Compagnie Worthington avait encore exposé, dans le même ordre d'idées,
une pompe automatique avec purgeur [fig, 202), destinée à pomper automatiquement
les condensations qui peuvent s'accumuler dans les appareils de chauffage, les
tuyaux de vapeur et les serpentins, ainsi que pour renvoyer automatiquement aux
chaudières l'eau de condensation alors qu'elle est à sa plus haute température.
Elle est donc commode dans bien des cas, et, dans d'autres, elle peut permettre
de réaliser une économie de combustible et d'augmenter Tefficacité d'un matériel.

Fi(i. 202.

Cette pompe ne diffère du système habituel que par le dispositif de mise en
marche.

Le purgeur contient un flotteur qui s'élève lorsque le niveau de cette eau
monte, et ce déplacement du flotteur ouvre la conduite d'amenée de vapeur. La
pompe se met en marche : l'aspiration se fait dans le purgeur, et le refoulement dans
la chaudière. En même temps que Teau est pompée, le flotteur descend, l'admission

448

POMPES A MOIIVEMRNT ALTERNATIF

se ferme, la pompe ralentit, et vient à s'arrêter complètement. Elle ne se remet en
marche que lorsque la quantité de vapeur condensée est suffisante pour faire remon-
ter le flotteur au niveau voulu.

C*est également sur le môme principe que sont basées les pompes alimen-
taires automatiques pour chaudières.

Disons enfin quelques mots de machines élévatoires Worthington à triple expan-
sion.

Fio. 203.

Rappelons d'abord un type [fig, 2(),'{) qui parut pour la première fois à l'Expo-
sition universelle de Lyon en 1894, et dont un certain nombre de modèles sont déjà
en service à Londres, Buda-Pesth, Roubaix, etc.

La tige du piston du cylindre à haute pression actionne directement le plongeur
de la pompe ; sur la tige de ce même piston est fixé un T relié par deux tiges exté-
rieures au piston du cylindre à basse pression. Enfin, le cylindre intermédiaire est
placé entre les autres, et son piston est relié à celui du cylindre à basse pression.
Un grand avantage de cette machine consiste dans sa possibilité de démonter un
quelconque des pistons à vapeur, sans qu'il soit nécessaire d'enlever plus d'un fond
de cylindre. La totalité du travail fourni dans les cylindres est donc transmise direc-
tement au plongeur.

La distribution est assurée par des tiroirs cylindriques semi-rotatifs; l'économie

POMPES A ACTION DIRECTE

149

due à la triple expansion peut être accrue encore par Temploi des compensateurs
ci-dessus décrits.

- -j

Fkj. 20i.

Enfin la machine élévatoire verticale, duplex, à triple expansion et cylindres
compensateurs [fig, 204 et 205), construite pour le service des eaux deBuda-Pesth,
ressemble beaucoup à celles installées au quai d'Orsay, sauf sa verticalité; c'est, du
reste, la quatrième que comportera cette installation.

La disposition de la machine, avec le cylindre à haute pression placé tout en

^50

POMPES A MOUVEMENT ALTEUNATÏF

haut (à cause de ses plus faibles dimensions), est imposée parla verticalité; de même
que, dans les types horizontaux, on met ce cylindre à haute pression immédiatement

Fio. 205.

à la suite des glissières, parce qu'il est plus facile d'emmancher un petit piston en ce
point qu'un grand.

La distribution est la même. Le débit de cette pompe sera de 20.000 mètres
cubes par vingt-quatre heures.

POMPES A ACTION DIRECTE

III. - POMPES A ACTION DIRECTE A AIR CHAUD ET A PÉTROLE

Moteur-pompe à air chaud, système Ericsson. — La pompe Ericsson est actionnée
directement par un moteur à air chaud avec lequel elle fait corps. Le principe est le
suivant : on comprime de Tair froid et on le fait passer dans une capacité chauffée
où sa pression s'accroît encore; il chasse alors le piston moteur dans le cylindre, qui
est continuellement refroidi par de l'eau passant dans une double enveloppe située
sur le refoulement de la
pompe. Pour plus de clarté,
reportons-nous à la fi-
gure 206, dans laquelle 1
est le cylindre en question
et 2 le piston moteur. L'air
est comprimé entre 2 et le
piston 3, qui marchent en
sens inverse ; il passe alors
autour de 3, dont le dia-
mètre est inférieur à celui
du cylindre, et se rend dans
la partie chauffée 4. On
comprend que, par suite de
la marche inverse des pis-
tons 2 et 3, Tespace réservé
à la chauffe augmente et
diminue alternativement de
volume, en même temps
que l'air est comprimé ou
se détend. La ligure montre
un appareil chauffé par le
gaz ; il est inutile de dire
qu'on peut construire des
appareils pour chauffer au
pétrole, au charbon ou
même au bois. L'air com-
primé, ainsi chauffé, atteint
une pression suffisante pour
repasser autour de 5 et aller
chasser le piston 2. Il se
détend alors, et, par con-
séquent, se refroidit, et, à ce refroidissement, s'ajoute celui produit par la double
enveloppe. La pression baisse, mais le mouvement ascendant, puis descendant de 2
se poursuit, grâce à l'entraînement produit par le volant.

Le mouvement alternatif du piston moteur est transmis au levier 9, articulé en
un point fixe et commandant par une de ses extrémités la bielle 18 de la pompe 19,
et par l'autre la bielle 11, qui actionne le volant 16 par la manivelle 30.

FiG. 206.

152

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Le mouvement du piston 3, désigné sous le nom de piston de transfert, est pro-
duit par Faction de la manivelle motrice 30, à Taide de la bielle 1*2, sur le levier à
sonnette 13, dont un des bras forme une fourche qui embrasse le cylindre. Chacune

des extrémités de cette
fourche porte une tige qui
actionne la crosse (fig. 207)
à laquelle est attachée la
tige 33 du piston du trans-
fert.

La pompe représentée
est à simple efTet ; elle est
munie d'un réservoir d'air
23 sur l'aspiration, et d'un
autre 8 sur le refoulement,
qui commence au sortir de
la double enveloppe.

Le corps de pompe est
en bronze, et le cylindre
moteur en fonte, ainsi que
la partie extérieure du foyer.
Toutefois, lorsqu'on doit
brûler de la houille, cette
dernière partie est faite en
fonte à poêle, et est enduite
de terre réfractaire, pour
éviter la prompte détériora-
tion. Les autres organes,
bielles, manivelles, leviers,
axes, sont en acier.
Dans le cas où l'eau se trouve à une assez grande profondeur au-dessous du
niveau du sol (8 à 30 mètres), on installe le corps de pompe plus bas et on fait la
tige de piston plus longue ; mais, dans ces conditions, il est absolument nécessaire
d'amorcer la pompe avant de mettre en marche, afin d'obtenir un refoulement
aussitôt après le premier coup de piston. La pompe est d'ailleurs munie d'un enton-
noir à ce destiné.

La mise en marche s'opère, après avoir allumé le foyer, en faisant faire à la
machine un tour à la main, afin de provoquer la compression. L'arrêt se produit en
éteignant le feu ; mais, comme la surface chauffée est à une température suffisante
pour entretenir le mouvement quelque temps après l'extinction du foyer, on a muni
le cylindre d'un robinet, à l'aide duquel on le met en communication avec l'exté-
rieur, et provoque ainsi un arrêt instantané par détente définitive de Tair com-
primé.

Cette machine est, certes, d'un fonctionnement sinon économique, du moins très
commode; elle exige peu ou pas de surveillance, et par conséquent peut être mise
entre des mains ignorantes ; aussi s'est-elle répandue partout où l'on avait besoin
d'une quantité d'eau relativement faible à élever par intermittence.

Fio. 207.

POMPES A ACTION D KECTE

i53

MM. Glœnzeret Perreaud sont, à Paris, concessionnaires de ce système, dont un
type fonctionnait à l'Exposition : en voici les principales caractéristiques:

Diamètre du cylindre 203™"

Nombre de tours 60 à 80

Débit à rheure 1.900"»

Diamètre des tubulures d'aspiration et de refoulement. 33""»

Encombrement en surface l'»,200 x 0",535

— en hauteur 1",63

Poids 180^»

Consommation horaire ; anthracite 1**»,500

— pétrole 2"S270

— gaz 700"*

Moteur-pompe Rider. — Le mo(«ur*pom(H'
Rider, actuellement construit par la « Rider
Ericsson Engine C* », repose sur le Tll^^me prin-
cipe que le moteur Ericsson, La disposition smûv
est changée.

Il se compose {flg. S08) de deu?
pistons C et D, de diamètres égaux
réunis par des bielles à un arbre t
deux coudes à 95** et se mouvant dan*
des cylindres verticaux A et B,
Un de ces pistons, D, sert à
transmettre la force, tandis
que Tautre, C, comprime Tuir
qui doit la fournir. Le cy-
lindre B, dans lequel se di -
place D, est chauffé à sa partie
inférieure d*une façon
quelconque, et sa
forme est combinée de
façon à présenter une
très grande surface de
chauffe, forme qu'é-
pouse naturellement le
piston, afin de dimi-
nuer les espaces morts.
Un conduit R fait com-
muniquer deux cylin-
dres ; il est garni d'un
récupérateur en pla-
ques de plomb H, ca-
pables d'absorber et
de restituer la chaleur.
Enfin, le cylindre de
compression A est entouré d'une double enveloppe E, dans laquelle passe l'eau froide

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

refoulée par la pompe qui est fixée sur un de ses flancs. L'arbre porte de plus un

volant assez lourd. Le fonctionnement est le suivant.
On allume le foyer a, on met en route à la main.
Pendant le premier quart de tour, le piston D effectue la moitié de sa course vers

le haut, le piston C la moitié de sa course vers le bas ; pendant ce mouvement, Tair

est comprimé dans le cylindre A, traverse le récupérateur R, et pénètre dans le

cylindre chauffeur B.

Là, sa pression augmente avec sa température et, en se détendant, il chasse

le piston D jusqu'en haut de sa course ; ainsi il fait effectuer à la machine son

second quart de tour, et amène ses organes dans la position représentée sur la

figure 208.

A ce moment. Pair se refroidit, d'une part à cause de sa détente, d'autre part en

passant dans R et cédant une partie de sa chaleur
aux lames H ; le piston D redescend, le piston C
remonte ; le refroidissement s'accentue par suite
du contact de l'air avec les parois refroidies du
cylindre A. Tant et si bien que la machine effec-
tue son dernier demi-tour pour revenir à la posi-
tion de départ.

La force vive emmaga-
sinée par le piston est alors
suffisante pour que, la ma-
chine continuant son mou-
vement, le piston C redes-
cende et comprime Pair qui
est en dessous de lui ; cet
air passe sur les plaques H,
où il se réchauffe, et de là
dans B..., etc., etc.

L'arrêt de la machine
s'obtient par la suppression
du chauffage ; mais, de cette
façon, il serait trop lent; on
a muni le cylindre A d'une
soupape L par laquelle on
peut laisser sortir l'air et
faire cesser la marche en
empêchant la compres-
sion.

Le fonctionnement de
la pompe est celui ordinaire
des pompes à double effet.
La tige L en bronze est fixée
au piston A et fait participer

le piston V au mouvement alternatif du piston moteur.

La pompe (/?^. 209) est munie de quatre soupapes à boulets en caoutchouc a, b,c,d.

FiG. 209.

Fin. 210.

POMPES A ACTION DIRECTE 455

f^e piston est à garnitures en cuivre serrées par deux rondelles de métal qui leur
conservent la forme donnée par Temboutissage ; il travaille dans un corps en fonte
muni d'une enveloppe de bronze emmanchée à force. Les orifices sont disposés de
façon à éviter les tuyaux extérieurs pour faire communiquer les deux aspirations et
les refoulements produits à chaque double course.

Comme il est nécessaire pour la mise en marche du moteur d'avoir de Teau dans
la double enveloppe de A, on a placé sur le corps de la pompe un entonnoir M par
lequel on peut le remplir.

Un point à remarquer est la disposition [fig, 210) spéciale adoptée pour rattra-
per Tusure des coussinets des billes des deux pistons C etD. Celles-ci sont creuses et
portent intérieurement ime tige creuse également, E, qui appuie par une de ses
extrémités sur le coussinet C, et par l'autre sur une clavette ou coin D. Le déplace-
ment du coin au moyen de la vis C et des écrous A, B produit d'un seul coup le rat-
trapage du jeu. Ce dispositif est très commode ; mais il a l'inconvénient d'augmenter
toujours la longueur de bielle, attendu qu'on repousse les axes vers les extrémités.
Le graissage s'opère par la partie supérieure, et le trou de la tige E sert à donner
l'accès de l'huile au coussinet C.

Il est évident que le chauffage peut être produit par un des moyens quelconques
qu'on a à sa disposition : gaz, pétrole, coke.

Voici les dimensions et les consommations d'un des moteurs exposés :

Diamètre des cylindres C et D 0"»,203

Nombre de tours par minute 100 à 120

Débit pour 15 mètres d'élévation à l'heure .... 9.080"^

Consommation d'anthracite 2.700 à 3.150*'«^

Encombrement en surface 0,940x1.500'"

— en hauteur (volant compris) . . . 2.840'"

Moteur-pompe, à pétrole, Japy. — Ces appareils comportent un moteur à pétrole
et une pompe, montés sur le môme bâti. La partie centrale de celui-ci supporte, à sa

Fin. 211.

partie supérieure, le palier de l'arbre du moteur dont le cylindre est en porte-à-faux.
Sur cet arbre est calé un pignon qui engrène avec une roue solidaire de l'arbre coudé
auquel est attelée la commande du piston de la pompe. Lorsqu'on pompe de l'eau,
une partie de celle-ci est envoyée autour du cylindre moteur, pour le refroidir.

Comme la mise en marche exige qu'on fasse faire au moteur à pétrole les deux
ou trois tours nécessaires pour déterminer la compression préalable du mélange

156 POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

explosif, on a muni Tarbre moteur d'un embrayage à friction, qui sert à isoler la
commande de la pompe au départ. Cet embrayage est encore utile lorsqu'on veut

actionner, au moyen d'une poulie
calée à côté du volant, une autre
machine que la pompe.

Lorsqu'il s'agit de transvaser
les vins, bières ou autres liquides,
les organes de la pompe sont faits
tous en bronze. Dans ce cas, on
donne aux boîtes à clapets une
forme spéciale, qui en permet le
démontage facile, soit pour les
réparations, soit pour le net-
toyage. Chaque clapet est sur-
monté d'un corps cylindrique
fermé par un couvercle appuyé
par une vis qui a son écrou dans
un étrier. Le dévissage de cette
vis est seul nécessaire à l'ouverture de ces boîtes. Dans ce cas, on est obligé de
monter une pompe spéciale pour le refroidissement du cylindre moteur.

Les figures 211,212, 213 sont relatives à trois applications courantes de cette
machine; on voit que, pour rendre plus pratique le transport des petits modèles, on
les peut disposer sur un chariot à trois roues.

Voici quelques chiffres relatifs à ces diverses applications. Le type à grands
débits de 6 chevaux consomme environ 3"S3 de pétrole à l'heure, c'est-à-dire
environ 0'",016 par mètre cube d'eau élevée ou épuisée.

FiG. 213.

DÉSIGNATION

DEBITS

EN LITRES

par
heure

HAUTEUR
d'élévation

litres. mètres. millimètres.

MOTRUP.S POMPES FIXES

DIAMÈTRE

I.NTÈRIKLK

des

orifices

POIDS

kilogr.

ENCOMBREMENT

EN SURKACE

HAUTEUR

1/2 cheval.

3.000
4.000
5.000
3.000

1 cheval | 4.000

3.000

6.000

10.000

2 chevaux.

15 à 20
10 à 15
8 à 12
30 à 40
20 à 30
15 à 25
30 à 40
20 à 25

200

210

40 à 45

225

350

360

40 à 45

375

800

900

0.700/0,650

1,000/0,700

52gj 1,30/0,90

MOTEURS-POMPKS POUR TR\NSVASEMENT ET ELEVATION d'eAU

1/2 ch

1 ch.

2 chx.

sans chariot.

avec chariot.
i sans chariot.
j avec chariot.
I sans chariot.
( avec chariot.

10.000
20.000

170
300

400
570

400
4.000

0,70/0,65
1,10/0,75
1,00/0,70
1,43/0,90
\ ,30/0,90
1,40/0,90

a V. \ 180.000 I

^ ^^^^^"^ U 200.0()0|

4.50

1,000

1,300

1,650
1,900

1,000

1,420

1,300

1,750

1.90

2,40

POMPES A ACTION INDIRECTE

157

POMPES A ACTION INDIRECTE

A. — POMPES VERTICALES

Pompe de Ghiswiok. — La pompe de Tusine de drainage de Chiswick (Devonshire)
est due à MM. Hathom et Davey, de Leeds, et est du type « différentiel » spécial à
ce dernier.

Fio. 214.

La machine comporte {fig, 214 à 216) deux paires de cylindres verticaux com-
pound, les cylindres ayant respectivement 0", 250 et 0",500 de diamètre, et leur course
commune étant de 0°»,900.

158

POMPES A MOUVEMENT AI.TKUNATIF

La distribution est assurée par deux soupapes oscillantes placées entre les deux
cylindres, sans qu'il soit besoin de récepteur intermédiaire; chaque chapelle de sou-
pape communique librement avec l'admission de vapeur, et possède, en outre, trois
canaux pour la distribution de cette vapeur : un vers chacun des cylindres et un pour
réchappement. La figure 216 donne le détail de cette distribution.

Fio. 215.

Nous profiterons de cette figure très claire pour exposer une fois pour toutes
le principe de la distribution différentielle de Davey, que nous aurons souvent Tocca-
sion de rencontrer.

La caractéristique de cette distribution est l'emploi d'une sorte de levier sus-
pendu ou balancier flottant dont le mouvement procède à la fois du mouvement
même de la machine et du mouvement uniforme et réglé d'une cataracte d'intervalle.
Ce levier commande la distribution de vapeur et en même temps peut agir sur
l'admission même de celte vapeur. Voici comment : on voit bien qu'une des extré-
mités du balancier est mise en mouvement par la tige du piston de la cataracte GH,
dans laquelle G est le cylindre auxiliaire de vapeur, et H la cataracte proprement
dite ; on conçoit donc qu'oir pourra régler le mouvement de celle-ci de façon que la
détente soit bien déterminée en marche normale : c'est la cataracte qui doit assurer

POMPES A ACTION INDIRECTE

159

la régularité du début de la détente. Mais on voit aussi que, si la marche s'accélère
ou ralentit inopportunément, Tautre extrémité du balancier va prendre un mouve-
ment anormal dont la conséquence sera, sui-
vant les cas, une interruption hâtive de Tad-
mission de vapeur ou une prolongation de la
période d'admission. La figure montre bien
clairement le levier de distribution fixé au ba-
lancier en son centre et le levier d'adhiission
rejeté vers la droite, enfin l'admission D pro-
prement dite commandant le tout.

Les pompes sont à godets et à plongeurs ;
il y a une pompe sous chacun des cylindres,
et chacune d'elles peut élever 10.800 mètres
cubes d'eau en vingt-quatre heures, la hauteur
d'élévation étant de 6°*, 50 environ.

Les deux tiges de pompe de chaque ma-
chine sont reliées par une double poutre plate
formant balancier; cette disposition semble
capitale pour conjuguer le mouvement des
deux pistons et régulariser le travail.

Pompes de Selly-Oak. — Ce sont des ma-
chines genre Cornouailles, à contrepoids ; elles
ont été établies par MM. J. Watt and C*, de
Birmingham, sous la direction de l'ingénieur
de la Compagnie des eaux de Birmingham,
M. J. W. Gray [fig. 217 à 221).

Le cylindre a 1°*,52 de diamètre, la course
du piston est de 3",35, et la vitesse moyenne
de 6 coups par minute. Le condenseur est à
surface et composé de 250 tubes en fer étiré.
La vapeur est admise à 3^',6 environ.

Le balancier en fonte est à bras inégaux; sa
longueur totale (distance des centres extrêmes)
est de 9">,93.

La machine actionne une pompe élévatoire à simple effet et une pompe foulante
à double effet. La première, dont la tige est fixée à l'extrémité du petit bras du
balancier, a 0'",51 de diamètre et une course de 3"*,05 : elle est montée au fond du
puits, et élève Peau à l'orifice du puits, soit de 44 mètres environ. La seconde, qui
refoule cette eau à 67 mètres de hauteur, a 0™,42 de diamètre et une course de 2", 14.

Les vitesses moyennes des pistons sont environ 0",60 et 0",43 par seconde.
Les figures 220 et 221 montrent la disposition du piston et de la soupape d'aspira-
tion de la pompe élévatoire. Le piston est garni d'un anneau de gutta-percha de
0",009 d'épaisseur. Les soupapes sont formées par une série de cylindres en fonte de
diamètres décroissants étages les uns sur les autres, percés de trous et recouverts
par des cylindres en caoutchouc de O'^fOiQ d'épaisseur.

Fio. 216.

Fio. 217.

FiO. 218.

POMPES A ACTION INDIRECTE

161

La pompe foulante à double effet est représentée par la figure 218, et Tune de ses
soupapes (du même type que ci-dessus) est donnée en coupe par la figure 219. 11 y
a 4 cylindres de diamètre décroissant par 0",0o à la fois ; chacun de ces cylindres

Fiu. 219.

FiG. 220.

FiG. 221.

est percé de 4 rangées de trous ayant ^"ïOifi de diamètre et espacés de 0'",032.
L'orifice de passage donné par cette soupape est sensiblement égal à la moitié de
la surface du piston. Chaque machine peut refouler environ 3 mètres cubes par
minute.

Pompes de Luton. — MM. Hatorn Davey and C°, de Loeds, ont installé à Lu ton
une machine verticale à balancier, commandant deux pompes à pistons plongeurs,
ceux-ci étant directement accouplés aux tiges des pistons des cylindres [fig, 222
et 223).

Les cylindres ont respectivement 0",700 et 1",400 de diamètre; leur course est
la même et égale à i",830. La vapeur est admise à 4'*«,500 environ et distribuée par
tiroirs équilibrés. La machine possède un condenseur à surface composé de 334 tubes
de 0'",025 de diamètre. Un dispositif spécial permet d'isoler le condenseur et de mar-
cher sans condensation.

La distribution se fait par tiroirs, mais toujours avec un dispositif Davey. La
communication est munie d'une cataracte d'intervalle, et le nombre des courses pour
une position donnée de celle-ci est remarquablement constant.

Les deux pistons marchent en sens inverse, la connexion de leurs mouvements
est obtenue par un système de parallélogramme à 3 balanciers, appliqué pour la
première fois aux pompes par M. Henri Davey et qui est absolument symétrique

LES POMPES.

16-2

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

par rapport au plan perpendiculaire à celui des tiges et équidistant des axes des
cylindres [fig, 222). Il remplace avantageusement le balancier unique de la pompe

Fio. 222.

Chiswick que Ton vient d'étudier. Chaque tige de piston est reliée à Textrémité

FiG. 223.

inférieure d'un petit balancier court dont Taxe est fixé au grand balancier central,
tandis que Tautre extrémité est liée à une bielle invariablement fixée en un point du

POMPES A ACTION INDIRECTE

163

bâti. Les tiges des pistons et des plongeurs auront donc en même temps des dépla-
cements parallèles égaux et en sens inverse.

Les plongeurs (au nombre de 2) ont 0"\478 de diamètre et 1 ",880 de course;
leurs tiges sont munies de contrepoids, comme dans les machines ordinaires de
Cornouailles. Ainsi les efforts sur les organes s'exercent toujours dans le même
sens et, de plus, comme les plongeurs ont des mouvements inverses, les poids
séquilibrent dans toutes les positions, et les mouvements ont ainsi une grande dou-
ceur. L'aspiration varie de 6™,60 à 7", 80, suivant le niveau de Teau dans le puils ; le
refoulement est à 68'",60.

Pompes de Buda-Pesth. — Le niveau auquel l'eau devait être élevée variait
beaucoup : de 37™, 30, du côté Pesth du Danube, à près de 300 mètres, du côté Ofen.
M. Mueller, sur les plans duquel fut faite l'installation, adopta des machines com-
pound, à balancier, genre Corliss.

Fi(i. 2-24.

Fio. 2*25.

La figure 224 donne l'ensemble d'une des machines de la station inférieure, qui
n'élève l'eau qu'à 60 mètres environ. Le cylindre à haute pression a 0",632 de dia-
mètre et ^",152 de course; il est muni de soupapes Corliss et complètement enve-

164

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

loppé de vapeur. Le cylindre à basse pression a 0°*,791 de diamètre et 1",738 de
course ; il est muni d'un tiroir ordinaire à grand recouvrement. Le volume intermé-

Fui. 226.

diaire entre les deux cylindres (orifices, passages, distribution) est égal au volume
du cylindre à haute pression ; le rapport des volumes des deux cylindres est de i à 2,4.

La pression de la vapeur dans la chau-
dière est de 5 kilogrammes environ. La
machine fait 23 à 24 tours par minute.

Les pompes sont à simple effet :
diamètre, 0'",430; course, i",i52; il y
en a deux, branchées sur les mêmes
tuyaux d'aspiration et refoulement, et
travaillant comme une pompe à double
effet.

Afin d'éviter qu'il ne séjourne de
Tair sous le piston de la pompe (ce qui
diminue le travail utile et oblige à
adopter des marches lentes, si Ton
veut éviter des chocs), M. Mueller a
muni les plongeurs de ses pompes de
soupapes métalliques en deux parties,
au travers desquelles Tair est évacué
d'un seul coup pendant le refoulement
de l'eau.

Dans la chapelle d'aspiration de
chaque pompe se trouvent d'abord
[fig, 225 et 226) sept soupapes infé-
Yiii, 227. Heures en caoutchouc, qui sont direc-

tement exposées aux graviers et aux
sables fins, puis douze soupapes supérieures annulaires en bronze.

POMPES A ACTION INDIRECTE

i65

Les soupapes de refoulement (au nombre de dix) sont groupées circulairement
dans une chambre auxiliaire concentrique au cylindre.

La puissance de la machine est d'environ 105 chevaux- vapeur ; elle peut refouler
450 à 480 mètres cubes à Theure.

La figure 227 représente un groupe de machines de la station supérieure ; la
machine à vapeur, du mémo type que la précédente, actionne trois pompes : la pompe
n° i, qui alimente un réservoir situé 56 mètres plus haut; la pompe n** 2, qui peut
refouler Teau soit à 121 mètres, soit à 194 mètres ; enfin la pompe n° 3, qui alimente
alternativement et à volonté deux réservoirs, Tun à 224 mètres, l'autre à 279 mètres.
Les dimensions principales sont les
suivantes :

Cylindre à haute j diamètre . 0'",581

pression . . . . | course. . 1 ,152

Cylindre à basse ( diamètre . 0 ,701

pression . . . . | course . . 1 ,738

Rapport des volumes là 2,23

Pression de la vapeur dans la

chaudière 5'^«,52

Nombre de révolutions par

minute 23 à 24

chevaux

Puissance de la machine . . . 80 à 150
ou 60 à 112,5 poncelets

Diamètre Refoulement

Pompe n<» 1 . . . 0",455; 56 mètres

— n« 2 . . . 0 ,290 ; 121 ou 194

— n° 3 . . . 0 ,266 ; 224 ou 279
Course commune : 1",152

La pompe n<> 1 (fig. 228) n'offre

rien de spécial, son piston est de

Jurandes dimensions, sa vitesse esl

lente, de sorte qu'on peut se dispenser

d'avoir des soupapes de refoulement

auxiliaires. L'aspiration se fait par

7 soupapes coniques ordinaires.
*Fiii. -228. Les pompes n* 2 et n« 3 (/?//. 229)

ont des soupapes coniques, disposées
concentriquement en terrasses, et reposant sur des sièges en métal; le tout est main-
tenu par un fort boulon central {fig, 230). Cette disposition offre très peu de résistance
au passage de l'eau et permet la visite et le remplacement facile des soupapes ; il
suffit, pour cela, de desserrer l'écrou du haut et de faire tourner légèrement des
sièges placés au-dessus de la soupape à enlever. Pour arrêter les pompes, on soulève
toutes les soupapes au moyen de l'excentrique de la tige centrale ; pour remettre en
marche, on les laisse retomber sur leurs sièges. La figure 230 permet de constater la
simplicité de cette opération. Avec 24 coups par minute, ce qui correspond à une

Ki«;. 2211.

i66

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

itvesse de près de 1 mètre par seconde pour le piston, ces soupapes fonctionnent

absolument sans bruit.

I^a consommation de vapeur
est de 7^«,6. On tomberait faci-
lement à 6 kilogrammes en em-
ployant de la vapeur à une pres-
sion initiale de 8^^,5 et en don-
nant aux machines une vitesse
2,5 fois plus grande.

Le montage de Buda-Pesth
est intéressant par Tabsence de
fondations; tous les efforts sont
supportés par la charpente, et les
pompes sont indépendantes des
murs. A la marche normale de
24 tours par minute, on ne cons-
tate pas de vibrations sérieuses,
bien que la hauteur totale soit
voisine de 12 mètres.

Fio. 230.

Pompes de Whitacre. — Cette installation a été faite par les mêmes cons-
tructeurs et sous la même direction que celle de Selly-Oak : Peau des rivières
Blythe et Bourne, recueillie dans deux réservoirs ayant respectivement 136.000 et
1.800.000 mètres cubes de capacité, doit être distribuée 76 mètres plus haut.

Les machines sont du type compound, à balancier et à distribution Davey
[fig. 231 à 233). Les cylindres ont O'",82o et i*",50 de diamètre ; leur course commune
est de 3°, 05. Le condenseur à surface est composé de 201 tubes de cuivre de 0"*,053
de diamètre et de 2'",25 de long.

Chaque cylindre est placé directement au-dessus d'une pompe, et les tiges du
piston du cylindre et du plongeur de la pompe sont dans le prolongement Pune de
Pautre. La concordance et le parallélisme du mouvement des deux pistons sont
assurées par une disposition à trois balanciers en tous points analogue à celle de
Lulon, précédemment décrite.

Les pompes ont 0"",95 de diamètre; leurs plongeurs, dont la course est de 3™, 05,
ont un diamètre de 0'",66 {fig, 231). Les tiges des plongeurs sont chargées et équili-
brées. Les soupapes sont du type Morris, de la Compagnie des Eaux de Kent
{fig. 232), comme celles de Selly-Oak.

La vitesse de la machine et Padmission de vapeur sont réglées par la distribu-
tion différentielle Davey {fig. 232 et 233), dans laquelle la tige qui commande la
distribution est reliée à la fois au piston même du moteur et à une cataracte. Cette
dernière permet de régler à volonté le moment où la détente devra commencer en
marche normale; puis, si la marche s'accélère, la distribution, ainsi modifiée par le
moteur même, ferme plus tôt Padmission de manière à ramener la machine à sa
vitesse normale. Dans ces conditions, en cas de désamorçage de la pompe, la
diminution de résistance est presque aussitôt contre-balancée par une diminution

POMPES A ACTION INDIRECTE

167

correspondante de Teffort moteur. 11 y a trois soupapes pour les extrémités supé-
rieures des cylindres et trois pour les extrémités inférieures.

0 0 '?

Fio. 231.

FiG. 232.

Fio. 233.

La vitesse ordinaire des pompes de Whitacre est de 8 coups de piston par
minute.

Pompes de Hiddlesez. — Les machines ont été [fig. 234 et 235) construites par
MM. James Simpson C°; elles sont à balancier et à volant, du type compound
Woolf; plus économiques que les machines Cornouailles ordinaires, elles ont surtout
l'avantage de se prêter mieux aux exigences de la distribution des eaux, car leur
vitesse peut varier de 12 à 22 tours par minute.

Les deux cylindres sont du même côté du balancier, la pompe et le volant de
Tautre.

168 POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Les cylindres ont O^J^O et 1"*,710 de diamètre, la course des pistons étant

Fio. 234.

Fio. 235.

respectivement de 1",62 et de 2™,40. La vapeur est admise à la pression de 4''',5.

La pompe est à double effet, à piston plein ; son diamètre
est de 0",320, la course du piston de 2'", 40 ; cotte machine pompe
aisément 13 mètres cubes d'eau par minute.

Les fijçures 234 et 23> donnent l'ensemble de Tinstallation
et la disposition des pompes; celles-ci sont supportées ainsi que
les crépines d'aspiration par des galets et des rails rendant le
drmonta^e ainsi que la sortie des pièces très faciles. La
figure !236 donne le détail d'une des soupapes à clapets.

Km. 236.

Pompes élévatoires de la station de Streatham [fiy, 237-:^40).
— Ces machines, construites par MM. James Watt and C% de
Soho,'sont destinées à élever Teau de Strealham.
Deux moteurs à vapeur actionnent ensemble : 1** un système de leviers qui com-
mandent deux pompes aspirantes et foulantes, situées au fond d'un puits et destinées
à élever Teau au niveau du sol ; 2° à Taide de bielles et de manivelles, deux pompes
refoulantes qui élèvent cette eau au réservoir d'alimentation.

Les deux machines motrices sont horizontales à triple expansion. Le petit et le
moyen piston accouplés on tandem actionnent avec le grand un arbre à deux coudes
à 90**. lia distribution dans le petit cylindre s'opère par un tiroir Meyer à détente
variable. Les cylindres, leurs fonds et les distributeurs sont entourés d'enveloppes
de vapeur. A l'extrémité de l'arbre de la machine est calée une manivelle qui com-

POMPES A ACTION INDIRECTE

169

i70

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

mande la pompe à air du condenseur et celle qui refoule Tair dans le réservoir situé
sur le refoulement.

Entre les deux coudes de ce même arbre est monté un pignon à denture héli-
coïde qui engrène avec une roue calée sur Tarbre de commande des deux systèmes
de pompe.

Cet arbre, soutenu par deux paliers solidaires du bâti de la machine, porte à ses
extrémités extérieures deux manivelles, dont Tune commande par une seule bielle la
pompe destinée à refouler au réservoir, tandis que la seconde actionne également,
par une bielle, une sorte de parallélogramme, destiné à faire mouvoir les tiges des
pompes du puits.

Les figures 237 à 240 montrent suffisamment le dispositif pour qu'il n'y ait pas
besoin de s'étendre davantage. Les tiges des deux pompes à double effet, attachées
aux bielles par des crosses montées sur galets, sont disposées d'une façon particu-
lière. Chaque pompe comporte deux pistons commandés par des tiges concentriques ;
la tige du piston inférieur, pleine, passe à l'intérieur de la tige du piston supérieur,
qui est tubulaire. Les clapets sont fixés rigidement aux tiges, et ce sont les pistons
qui peuvent prendre, par rapport à eux, un déplacement relatif. La figure 240 montre
le piston supérieur en montée et le piston inférieur en descente. Le clapet du pre-
mier a buté sur le piston et l'entraîne en refoulant l'eau qui se trouve au-dessus de
lui, en même temps qu'il aspire dans la partie inférieure. Le clapet du piston infé-
rieur, en descendant, s'est décollé de son siège, pendant que le piston restait un
instant immobile ; puis il a buté contre le croisillon du piston, et il l'entraîne en

maintenant le passage libre pour l'eau
aspirée par le piston supérieur. Au
moment où le changement de marche
s'effectue, les pistons restent quelque
temps immobiles pendant que les cla-
pets liés aux tiges se déplacent; le
clapet inférieur monte, vient reposer
sur son siège pour entraîner le piston
qui refoulera par en dessus en même
temps qu'il aspire; de son côté, le
clapet du piston supérieur s'ouvre et
permet le passage de l'eau refoulée.

Pompes de Lawrence. — Ces ma-
chines, construites par F. Morris and
C^, de Philadelphie, sur les indications
de M. Leawitt, étaient destinées au
service des eaux de Lawrence (Massa-
chusetts). Elles se composent de deux
machines compound accolées et ayant
fiG. 241. un volant commun entre elles : ce sont

des machines Leawitt, et la figure 241
donne une coupe de l'une d'elles.

Les deux cylindres à vapeur sont munis d'enveloppes de vapeur et inclinés

POMPES A ACTION INDIRECTE 171

symétriquement sur la verticale qui passe par le centre d'un balancier situé au-
dessus d'eux ; Tune des extrémités de celui-ci est réunie par bielle et manivelle au
volant, tandis que l'autre est connectée avec le plongeur de la pompe.

Les tiroirs des cylindres sont à gril avec de grandes ouvertures et un faible
déplacement; la distribution du cylindre à haute pression est assurée par un excen-
trique commandé par un régulateur; lorsque les deux machines marchent ensemble,
c'est le régulateur de Tune qui commande la distribution de l'autre.

Les pompes sont du type Thames Ditton, à auget et à plongeur avec un tuyau de
refoulement supplémentaire. Pour l'aspiration , il y a 7 valves doubles à pulsations,
plus 4 valves dans le tuyau supplémentaire; pour le refoulement, on a une soupape à
auget. Sur la chapelle d'aspiration inférieure se trouve une petite chambre sphérique
portant au sommet un petit robinet à air, par lequel on peut introduire un peu d'air
si besoin est.

Les dimensions principales sont les suivantes :

Diamètre du cylindre à haute pression 0°*,450

— — basse — 0 ,950

Longueur de corps de piston des 2 cylindres 2 ,650

Diamètre des tiges de piston \ à haute pression .... 0 ,087

des cylindres (à basse — .... 0 ,100

Diamètre de la pompe à air 0 ,373

— de corps de pompe 0 ,655

— du plongeur 0 ,460

— de la tige du plongeur 0 ,H2

— de la chambre à air 1 ,350

Course du plongeur 2 ,690

Distance des centres extrêmes dn balancier 5 ,440

Diamètre du volant 10 ,000

Poids du volant 11.650 kilogs

Des essais très complets et très sérieux furent faits sur ces machines sous la
conduite des experts, MM. Worthieu, Headley et Davis, ingénieurs civils. Nous
dirons quelques mots de ces essais.

Par contrat, les machines devaient, à l'essai, marcher pendant quarante-huit
heures consécutives, et chaque machine devait débiter un minimum de 9.086 mètres
cubes en dix heures avec une vitesse de 16 tours par minute et une pression de 6"^*, 3
à la chaudière. La hauteur d'élévation devait être déterminée par un manomètre fixé
au tuyau de refoulement et situé à moins de 35 mètres de la chambre des machines ;
on devait ajouter aux valeurs fournies par ce manomètre, d'abord la pression corres-
pondante à la différence de niveau entre ce point et le niveau de l'eau dans le puits,
ensuite une pression tenant compte des frottements et des courbes et évaluée
à 0*^,07 par centimètre carré. On devait avoir, dans ces conditions, un rendement en
eau montée d'au moins 283.000 kilogrammètres par kilogramme de houille brûlée à
la chaudière.

172

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

FiG. 242

ps-Trr-.^.^ jMp ^W^v^^^«.

•...^*..
^ ,

Fio. 243

POMPES A ACTION INDIRECTE

Voici quels furent les résultats obtenus :

Pression aux chaudières 6''", 3

— moyenne dans le cylindre H. P 4 ,7

— - — B. P 1 ,7

Charbon consommé par mètre carré de surface de grille. 38 , 0

Eau évaporée par kilogramme de charbon ^ A

Consommation de charbon par cheval 0 ,765

. Nombre de tours par minute 16,25

Débit d'une pompe par révolution 876 litres

Débit d'une machine en 10 heures 9.350 m. c.

Kilogrammèlres par kilogramme de houille 387.000

173

FiG 244.

Fio. 243 et 246.

174 . POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Les figures !242 et 243 reproduisent les diagrammes d'essais des extrémités
inférieures et supérieures des cylindres : les courbes isotherme et adiabatique y sont
tracées : I est Taxe de la première; A, Taxe de la seconde.

Pompes d'Eastbourne. — L'installation, due à MM. Moreland et fils, de Londres,
comporte une machine compound pilon de 160 chevaux, élevant 7.300 mètres cubes
par vingt-quatre heures à 120 mètres de hauteur, et deux compound de 106 chevaux,
élevant chacune 4.800 mètres cubes à la même hauteur.

Les cylindres de la compound {fig, 244) sont disposés en tandem ; ils sont sépa-
rés par une simple garniture métallique permettant de les boulonner Tun sur Tautre
{fig. 241) ; on évite ainsi les presse-étoupes et on gagne sur la hauteur deTinstallation.
La figure 245 montre bien les détails de la distribution, des enveloppes de vapeur et
le montage des pistons.

Les cylindres ontO'°,500 et 0",950 de diamètre, la course commune est de 1 mètre.
Le volant, de 15 tonnes, a 4"*, 20 de diamètre. La pompe est à piston plongeur
de 0",370 de diamètre; le corps de pompe a 0",500 de diamètre; les soupapes sont
à double battement [fig. 246), afin de donner le maximum de passage à Teau ; la levée
est d'environ 0",035.

La machine et les plates-formes sont indépendantes des murs du bâtiment
{fig. 244). La disposition en tandem réduit le nombre des organes, le poids de la
machine et le prix de premier établissement. Enfin les pompes sont aisément acces-
sibles ; elles sont supportées au niveau du puits par de fortes attaches et par des
supports plus légers placés à la hauteur de la boîte d'aspiration. Celle-ci est munie
de roues, de sorte qu'on peut la déplacer sur le côté pour la visiter ou l'enlever si
besoin est.

Pompes de Kimberley. — L'eau est distribuée au moyen d'un triple jeu de
machines : une machine verticale puisant l'eau dans le Waal River, à une vingtaine
de mètres de profondeur; deux machines horizontales la distribuant à longue distance
et 210 mètres plus haut.

La machine verticale est ifig, 247 et 248) du type compound, avec des cylindres
de 0'",40 et 0",65 de diamètre, à course de 0"»,625. Les deux cylindres ont chacun
leur distribution avec détente Meyer. Deux conduites aboutissant à la boîte de dis-
tribution du petit cylindre permettent d'envoyer la vapeur soit dans le réservoir
intermédiaire, soit directement dans le condenseur, de sorte qu'au besoin on peut
n'utiliser qu'un cylindre.

Les tiges des pistons sont directement connectées à celles des pompes, qui sont
à double effet [fig, 249), avec un diamètre de 0"»,425 et une course de 0"»,623. Les
figures 230 et 251 donnent le détail d'une des pompes.

Pompes Oaskill oompound de Ealamazoo. — Les pompes Gaskill, installées à
Kalamazoo, sont des pompes verticales à piston plongeur et à simple effet, mues par
une machine verticale compound.

La machine est [fig. 232) aussi ramassée que possible ; les cylindres ont des
robinets de distribution genre Corliss ; la pression initiale de la vapeur est d'environ

POMPKS A ACTION INDIRECTE

175

Fio. 247.

Fio. 248.

Fui. 249, 250 et 251..

476

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Fio. 252.

Pression d'admission eflective au petit cylindre, 5^M0.
Admission coupée aux 0,327 de la course.

Pression finale au petit cylindre

— initiale au grand cylindre .

— finale — —

— moyenne au grand cylindre

— — au petit —

l''s.30

6 kilogr. effectifs.
5'«,7 absolus.
5^»,8 effectifs.
3^%4 —

Atmosphère

-— ^ — ....j^:^7t>

J2j4jà78çio

FiG. 253.

POMTES A ACTION INDIRECTE

177

6 kilogrammes. Le condenseur est à injection d'eau. Les diamètres des cylindres sont
de 0'»,450 et 0"»,900; la course commune est deO™,750.

Un balancier elliptique de petites dimensions, composé de deux plaques d'acier
de 3 centimètres d'épaisseur et placé entre les cylindres et les pompes, établit la
transmission des mouvements. Il y a, de plus, deux volants jumelés de 3'",05 de
diamètre et pesant cbacun 3.t>(K) kilogrammes.

Les deux pompes sont à simple effet; les plongeurs ont tous deux 0™,500 de
diamètre ; leurs courses sont de 0"',748 et 0",749.

Chaque pompe possède 4 séries de 91 petites soupapes en caoutchouc à simple
battement, soit 364 soupapes pour Taspiration et le refoulement. Ces soupapes
ont 4'='",4 de diamètre et 0*'"',8 de levée ; leurs sièges ont 3'^'",3 de diamètre.

Cette machine fait 45 à !26 tours par minute, ce qui correspond à une vitesse
de 0™,60 par seconde pour les plongeurs ; dans ces conditions, elle peut élever à
36 mètres environ 9"^, 5 par minute.

Le diagramme [fiy, !253), relatif aux extrémités ipférieures des cylindres, est
intéressant.

Pompes de Hartlepool. — Les machines-pilons construites par MM. Worth
Mackenzie and C** sont compound à double tandem (fig, 254) : chaque tandem com-
porte un cylindre à haute pression de 0",500 de diamètre, supporté par un fond en

fonte, coulé en creux pour faire enve-
loppe, et formant couvercle du cy-
lindre à basse pression, de 0™,900 de
diamètre, qui est lui-même supporté
par un fond en fonte analogue à Tautre.

Fio. 2r,i.

Fio. 2o5.

Les pistons, fixés sur leurs tiges par cône et écrous, ont une course de 0",915.
La distribution ordinaire par tiroirs est appliquée aux deux cylindres; elle est modi-
fiable à la main pour le seul cylindre à haute pression. La pression de la vapeur
dans les chaudières est de 5^*^,2.

LES POMPES.

178

POMPES A MOLVEMENT ALTERNATIF

Les machiaes sont portées par un entablement fortement boulonné sur les
4 colonnes principales en fonte, qui sont scellées dans la maçonnerie de fondation,
formant les murs de la chambre des pompes.

La transmission du mouvement des pistons à vapeur aux pistons des pompes et
au volant est visible sur la figure 254 ; le volant a 3"*, 60 de diamètre et pèse
12.000 kilogrammes.

Les pompes {fig, 255) sont à double eiîet et munies d'une gaine intérieure en
bronze phosphoreux. Elles ontO™,453 de diamètre; chacune d'elles comporte 2 boîtes
à soupapes, et dans chaque boîte se trouvent 9 soupapes d'aspiration et 9 de refou-
lement. La levée des soupapes est de 18 millimètres : elle est maintenue fixe par des
tampons en caoutchouc, et, grâce à cette faible levée, le fonctionnement des sou-
papes est absolument silencieux.

La hauteur d'aspiration étant forte (voisine de 9 mètres) et les pompes assez
éloignées du puits d'alimentation, on a placé sur l'aspiration 2 forts réservoirs d'air
[d = 0"»,600, h = 2'",40]. Il y en a un grand sur le refoulement [d= 1",05, h =:z3">,30]
et, de plus, les boîtes à soupapes sont munies de dômes formant aussi réservoirs
d'air.

Cette installation permet d'élever par heure, d'une part, 600 mètres cubes d'eau
à 33 mètres de hauteur et, de l'autre, 30 mètres cubes à 120 mètres.

Les machines font environ 21 tours par minute, ce qui correspond, pour les
pistons des pompes, à une vitesse de 0",64 par seconde. Leur puissance est de
136 chevaux indiqués. Un essai a donné, pour le rendement des machines, 83,4 0/0.

Pompe Oaskill à triple expansion. — Nous venons de décrire une pompe Gaskill

compound. M. Gaskill a étudié le
type pilon à triple expansion repré-
senté par la figure 256, avec la pré-
occupation dominante de faire cir-
culer la vapeur dans les cylindres
aussi vite et d'une manière aussi di-
recte que possible.

Les pistons 2 et 8 des cylindres
à haute et basse pression se dépla-
cent ensemble; le piston 5 du cy-
lindre intermédiaire se meut en sens
inverse ; de la sorte, la vapeur passe
directement d'un cylindre dans le
suivant; la distribution est assurée
par des soupapes genre Corliss. Un
balancier triangulaire 16, oscillant
autour de l'axe 17, met en connexion
les tiges des pistons 5 et 8, les-
quelles sont reliées également aux
deux plongeurs des pompes.

Le balancier en renvoi de sonnette 13 oscille autour d'un axe 14, et met en rela-
tion la tige 3 du piston 2 avec les tiges des deux autres, par l'intermédiaire de la

POMPH."^ A ACTION IM)IUECTE

bielle d'accouplement ^0, qui réunit les deux balanciers. Enfin le volant est mû par
une manivelle et une bielle articulée en un point du balancier 16.

Les deux pompes sont à simple effet, à pistons plongeurs, et fonctionnent sur
une aspiration et un refoulement communs ; les boîtes à soupapes sont disposées
comme dans les pompes de Kalamazoo et contiennent un grand nombre de petites
soupapes à simple battement. Du reste, M. Gaskill n'a fait breveter que la disposition
très ramassée des machines à vapeur et se propose de la combiner, suivant les cir-
constances, avec tel ou tel groupement et tel ou tel modèle de pompes.

Pompes de Waltham Abbey. -— Cette machine, analogue (fiç. 257) aux machines
marines et construite par MM. Richardson et fils, de Hartlepool, pour la Compagnie
des eaux d' « Ëast London », est du
type pilon à triple expansion.

Les cylindres ont respective-
ment 0»,455, 0",775 et 1",300 de
diamètre; la course commune est
de 0*",763; la vapeur est admise à la
pression de 11^^2.

Le cylindre à haute pression
est muni d'une détente Meyer, com-
mandée par un excentrique spécial,
pendant que les tiroirs des deux
autres cylindres sont actionnés par
un excentrique unique. Les trois
cylindres sont complètement enve-
loppés de vapeur.

Le condenseur à surface main-
tient facilement un vide de 0"°, 711,
lorsque la pression atmosphérique
est de 0",763.

Les pompes sont placées sous
les cylindres, et leurs plongeurs
sont reliés par deux bielles aux tiges

des pistons. Ces plongeurs ont un diamètre de 0",300; mais on pourrait leur en
substituer d'autres de 0'",325 de diamètre, afin d'augmenter le débit des pompes.
Les boites à soupapes contiennent chacune 136 clapets de 0'n,05 de diamètre.

Les essais faits par M. Bryan, et communiqués à l'Institut des Civil Engineers,
accusent une puissance indiquée de 160 chevaux, une dépense de 6*^^,2 de vapeur par
cheval indiqué et un rendement organique de 88 0/0. Cela correspondrait à un ren-
dement de 380.000 kilogrammètres par kilogramme de charbon, en admettant une
vaporisation de 10 kilogrammes de vapeur par kilogramme de charbon.

FiG. 257.

Pompes DabttO, de Saigon. — Ces pompes ont été construites avec la préoccupa-
tion de pouvoir augmenter la vitesse des organes sans inconvénient, et tout en con
servant un mouvement uniforme pour Teau.

180

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

La distribution d'eau de Saigon comporte trois machines identiques à celle qui .
est représentée {fig. 258), et que nous allons décrire.

Le moteur à vapeur est compound avec des cylindres horizontaux ayant 0",290
et0",420 de diamètre, et une course de piston de G"", 500; les pistons attaquent par
bielles et manivelles un arbre commun portant le volant (diamètre : 3", 50) et muni
à ses deux extrémités de plateaux-manivelles, actionnant Tun la pompe du conden-
seur, l'autre la pompe aspirante élévatoire.

Fio. 258.

La pompe comporte un plongeur à deux diamètres inégaux qui lui permet de
fonctionner à double effet avec seulement un clapet à l'aspiration et un au refou-
lement. Le plongeur P est creux et renforcé par quatre nervures intérieures ; il a
pour diamètres 0'",310 et 0"*,420, et une course de 0'",600; l'extrémité inférieure du
plongeur a une forme mi-ovoïde, et est fixée au corps principal par des boulons.

Le plongeur se meut dans un corps de pompe formé de deux chambres ovoïdes
réunies par une partie cylindrique ; la chambre inférieure B est en communication
avec les deux chapelles d'aspiration et de refoulement; la chambre supérieure est en
communication directe avec le refoulement.

Lorsque le piston monte, il aspire par F et le clapet d ; lorsqu'il descend, il

POMPES A ACTION INDIRECTE

181

refoule par le clapet e et R ; le double diamètre du plongeur a pour but de régula-
riser le débit : à cet effet, il est calculé de telle manière qu'à la descente du plongeur
le petit diamètre aspire, dans R, une moitié environ de Teau refoulée par e; à la
montée, cette eau est refoulée dans R, ce qui permet d'espérer un débit régulier.

La machine fait 40 tours par minute ; elle comporte un fort réservoir d'air T
de O'',700 de diamètre et 5'",20 de hauteur. La grande vitesse de l'eau oblige à munir
les soupapes de ressorts, ce qui augmente les résistances passives ; il y a lieu de se
demander, en outre, si le débit est aussi régulier qu'on peut le désirer.

Pompes Reynolds, d'Alleghany. — Ces pompes, installées en Pensylvanie, à
Alleghany, sont dues à M. Kd. Reynolds et ont été construites par MM. Allis and C°,
de Milwaukee.

Fio. 259.

Fio. 260.

Ce sont {fig, 259 et 260) deux machines élévatoires verticales, compound, à

182

POMPES A MOIIVEMKNT ALTERNATIF

trois cylindres chacune. Le cylindre à haute pression est au milieu des deux autres;
il effectue son échappement dans un réservoir intermédiaire qui alimente les deux
cylindres à basse pression. Chacun des trois cylindres actionne une manivelle, et les
trois manivelles sont calées à 120** sur un même arbre, qui porte les deux volants.
Les dimensions principales sont les suivantes :

Diamètre du cylindre à haute pression 0",784

— des deux cylindres à basse pression 1 ,088

Course commune des trois pistons. 0 ,915

Diamètre de Tarbre . 0 ,305

— des deux volants 4 ,880

Poids de chaque volant 9.000 kilogs

Espace mort moyen du cylindre à haute pression .... 4,8 p. 100

— des cylindres à basse — 5, i p. 100

Volume de chaque cylindre à basse pression rapporté au

volume du cylindre à haute pression l'"^,954

I^a distribution est du genre Corliss; l'introduction dans le cylindre à haute

pression est réglée par un régulateur à force centri-
fuge ; elle Test à la main pour les deux cylindres à
basse pression.

Les cylindres sont soigneusement mis à Tabri
du refroidissement et possèdent, ainsi que le réser-
voir intermédiaire, des enveloppes de vapeur très
complètes; la vapeur est admise dans le premier cy-
lindre à une pression de 7**^,5 environ.

Les tiges des pistons sont guidées par leur tête
dans des glissières fixées au bâti général ; elles se
prolongent verticalement pour commander les plon-
geurs des trois pompes à simple effet placées direc-
tement en dessous des cylindres. Les plongeurs sont
massifs, et on les a calculés de façon que leur poids et
celui du mécanisme soient sensiblement moitié de
celui de Peau élevée ; dans ces conditions, le travail
du piston à vapeur se trouve parfaitement régula-
risé. Les soupapes sont représentées à plus grande
échelle en figure 261. Les dimensions des pompes
Fir.. 261 et 262. sont les Suivantes :

Diamètre des tuyaux d'aspiration 0"\759

Longueur 9 ,150

Diamètre de tuyau de refoulement 0'»,759et 0™,915

Longueur 205 mètres

Diamètre des plongeurs de pompes 0™,623

Course 0 ,915

Des vannes sont disposées de manière à isoler, si on le désire, une des pompes
des canalisations d'aspiration ou de refoulement.

POMPES A ACTION INDIRECTE 183

Chacune des machines devait, par contrat, donner 9.500 mètres cubes d'eau à
rheure, sous une charge de 67 mètres, avec une consommation de 0**^,933 de com-
bustible par cheval-heure effectif en eau montée.

Les essais faits, en août 1885, par le professeur Greene, de Tlnstitut poly-
technique de Reusselaer, ont donné les résultats ci-après :

Le débit réel des pompes est, à moins de 3 0/0 près, égal à leur débit théo-
rique ;

La perte de charge au passage des clapets a été évaluée à 0"*,6i ;

La charge comprend dès lors la pression au manomètre des réservoirs, la hau-
teur d'aspiration et la charge ci-dessus, de 0",61.

Pour Teau d'alimentation, on n'a pas tenu compte de Teau entraînée par la
vapeur.

Nombre de tours moyen par minute , . 15,4

Charge sur les pompes (en mètres d'eau) 70",60

Pression de la vapeur à l'entrée du cylindre de haute pression. 7*«,67

— — au réservoir intermédiaire 1 ,69

Vide au condenseur 0"*,630

Puissance en chevaux effectifs 258

Température de l'eau d'alimentation 42**

Eau d'alimentation par cheval-heure 8^«,41

Charbon consommé par cheval-heure en admettant une vapo-
risation de 10 pour 1 de combustible 0 ,84

Effet utile, en kgm., d'un kilog. de charbon 321.400

Le professeur Greene estime à 10 0/0 environ l'effet utile des enveloppes de
vapeur.

Pompe J. GroxallBrooks. — M. Brooks, de Philadelphie, a fait breveter un système
de pompe permettant d'augmenter très notablement la vitesse de la machine. A cet
effet, l'ouverture et la fermeture des soupapes, tant d'aspiration que de refoulement,
sont déterminées par un mécanisme spécial actionné par la machine et, de plus, les
soupapes elles-mêmes sont construites de manière à réduire autant que possible
l'influence perturbatrice des obstructions qui se peuvent produire entre les soupapes
et leurs sièges.

La figure 263 est une élévation latérale montrant le mécanisme, que la figure 264
représente plus clairement encore en perspective.

F est la bielle établissant la liaison entre la manivelle Ë et la tige du piston.

G est un levier articulé en un point fixe G' du bâti de la machine et, d'autre
part, autour d'une goupille fàe la bielle F.

G^ est un axe porté par le bâti de la machine et muni de deux bras G'*^ et
G*; il est mû par le jeu de leviers G^ G^ : le premier étant relié à G*, le second
à G.

Enfin, les bras G*"* et G* portent des goupilles qui peuvent se déplacer dans les
rainures H* et H* des deux coulisseaux H, qui supportent les tiges motrices I des
valves de la pompe.

On voit qu'aiosi le mouvement de rotation de Tarbre D, entraînant le mouve-

i84

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

ment de la bielle F, déterminera rigoureusement, par l'intermédiaire du méca-
nisme ci-dessus, le déplacement des tiges I ,
reliées aux valves d'aspiration et de re-
foulement.

Les valves sont des tiroirs à grilles
disposés — à l'aspiration comme au re-
foulement — de manière que leur cadre
se meuve sur sa glace du côté de leur
levée. La figure 267 montre cette dispo-
sition, J* et J' étant respectivement les
grilles d'aspiration et de refoulement. La
levée des tiroirs est limitée par des sup-
ports de garde M.

La connexion des mouvements est
établie de telle manière que le plongeur N'
soit en mouvement un peu avant l'ouver-
ture des valves. Voici alors ce qui se
passe dans la chambre supérieure J, par
exemple. Le tiroir d'arrivée est graduel-
lement aspiré et vient s'appuyer contre
les supports M ; l'eau passe alors par sa

■ 2 -

M \

r^^

/*■

^^xf-y^

1 f%

^lJl_4-i,

'^^^

■J' j,

' fl'

^^-TT'

■i

■* ^ /;

Fio. 263 et 264.

levée, puis, le tiroir se mettant en mou-
vement, les orifices sont peu à peu décou-
verts, si bien que les orifices sont grands
ouverts au moment où le plongeur se meut
avec la plus grande rapidité. Lorsque son
mouvement se ralentit, les orifices se recou-
vrent peu à peu et les tiroirs ne fonctionnent
plus que comme des clapets.

Il en est de môme au moment où le plon-
geur remonte pour le fonctionnement du
refoulement.

En résumé, les valves fonctionnent, au
début et à la fin de la course, comme des
soupapes à clapets et, dans l'intervalle,
comme des tiroirs. La résistance au mouve-
ment des tiroirs est très faible, puisque,
lorsqu'ils se déplacent, ils sont toujours
soulevés de leurs sièges : les frottements se
réduisent alors à ceux qui se produisent sur ^'^" ^^^' ^^^^ ^^ '^^^'

les supports d'arrière, avec lesquels, d'ail-
leurs, les surfaces en contact peuvent être réduites autant que Ton veut.

^^l'

POMPES A ACTION INDIRECTE

185

Pour pallier les inconvénients dus aux obstructions permanentes ou temporaires
entre les soupapes et leur siège, on a construit ces valves d*une série de pièces /, /,/...
{fig. 265), disposées de manière à se déplacer simultanément avec leur cadre, mais à
pouvoir aussi se mouvoir individuellement vers ou hors leur siège. A cet effet, toutes
les pièces l sont percées d'un œil /3, par lequel passe la tige motrice I, dont le dia-
mètre est inférieur à celui de 1^ : la pièce l est maintenue par des contre-écrous, ce
qui fixe son mouvement longitudinal
sous Faction de I, et non pas son mou-
vement transversal sous Faction de
Teau.

Pour éviter que les valves ne
viennent frapper fortement leurs sièges
ou les supports, dans le cas de grandes
vitesses et de fortes pressions d'eau,
et pour régler mieux encore l'éléva-
tion et l'abaissement des valves, l'in-
venteur a disposé les supports de ma-
nière que non seulement ils limitent

l'écartement des soupapes, mais encore qu'ils déterminent effectivement l'élévation
ou l'abaissement de celles-ci. Dans les figures 268 et 269, les supports sont des rai-
nures M', commandant par les galets r la levée des valves L, m, m' dans leurs cadres
et sur leurs sièges J*.

Enfin, comme disposition générale, les pompes sont à double effet; les tiges I
commandent à la fois l'aspiration d'un côté et le refoulement de l'autre; les chambres
K^ et K® {fig. 267) sont réunies sur une aspiration unique, et de même les chambres
K* et K^, pour le refoulement.

Fio. 268 et 269.

Pompes de Leicester. — Ces pompes, qui assurent la distribution d'eau de Leicester,
ont été construites à Erith par MM. Easton, Anderson et Goolden. La machine est
{fig. 270) à triple expansion, avec détente Meyer à chaque cylindre, modifiable à la
main, de manière que le degré de détente soit le même pour les courses avant et
arrière. Les cylindres sont, de plus, munis d'enveloppes de vapeur.

Les pompes sont à piston plongeur; elles sont placées exactement en dessous
des cylindres à vapeur, et mues directement par les tiges de leurs pistons, celui de
haute pression marchant en sens opposé des deux autres. Les pompes sont à simple
effet et fonctionnent sur une aspiration et un refoulement communs. Les soupapes
annulaires sont, ainsi que leurs sièges, en bronze à canon.

Les dimensions principales sont les suivantes :

Diamètres, cylindre à haute pression 0"™,42d

— — intermédiaire 0 ,675

— — à basse pression i ,100

Course commune des pistons 0 ,900

Pression de la vapeur 9^^,400

Diamètre des pistons plongeurs 0'°,312

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

La machine fait 25 tours par minute, et la puissance indiquée est d'environ
ioO chevaux; Teau est refoulée à une hauteur maxima de 415 mètres.

Pompes de Golohester. — La distribution d'eau de Colchester est assurée au
moyen de deux machines compound verticales, construites comme les précédentes
par MM. Easton, Anderson et Goolden, d'Erith {/îg. 272).

Ces machines, placées directement sur le puits, peuvent élever à 75 mètres de
hauteur 310 à 320 mètres cubes d*eau par heure. Elles comportent un cylindre à
haute pression de 0"*,350 de diamètre et deux cylindres à basse pression ayant cha-

POMPKS A ACTION INDIRECTE

187

cun 0'",500 de diamètre. La course commune des pistons des 3 cylindres est de 0",9i2.
L'arbre principal est placé au-dessus des
machines et porte deux volants.

Les pompes sont à piston plongeur
et leurs tiges sont directement accouplées
à celles des pistons à vapeur; les corps
de pompe ont 0*,288 de diamètre et les
plongeurs 0",26 ; la course est naturelle-
ment de 0™,9i2.

Chaque machine est munie d'une
pompe à air de O^^âSo de diamètre et
de 0™,9i2 de course et d'un condenseur
à surface de 22"*^,95 ; la vapeur d'échap-
pement passe dans les tubes, et Ton peut
modifier aisément la circulation de Teau.

Des essais faits, huit heures durant,

sous le contrôle des autorités de Colches-

ter, ont donné les résultats suivants : ^ o-^

' Fi<i. 2r2.

Vitesse moyenne de la machine, tours par minute . 31 l /2

Pression moyenne dans la chaudière 9^»,4

Vide moyen 0™,650

Hauteur totale d'élévation de Teau 70 mètres

Pression moyennedanslecylindre dehautepres^îon 8''«f,5

• Rendement organique 85 p. 100

Eau vaporisée par kilog. de charbon 12**^,13

Effet utile, en kgm., d'un kilog. de charbon. . . . 285.000 kgm.

Pompes deHeretord.

ton-on-Tess.

Ces pompes ont été construites par Mackensie, de Stok-

t^^fopi' f^n'yvjvmrm^vri *jiu -g'^-w ^^ m i numu '^j^f lyf jk^|

Fio. 273. Fio. 274.

La machine à vapeur {fig. 273 et 274; est à triple expansion avec trois cylindres

188 POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

placés verticalement sur une même plate-forme et ayant des diamètres de 0'",340,
0",540 et 0",915 avec une course commune de O^JôO. Les cylindres sont munis de
chemises de vapeur; un réchauffeur est placé entre les cylindres de moyenne et
basse pression.

Il y a trois pompes à simple effet placées respectivement sous chacun des trois
cylindres à vapeur et mues directement par les tig-es de leurs pistons; ces pompes
ont 0'",406 de diamètre, avec, naturellement, une course de 0™,760; elles refoulent
Teau dans un réservoir situé à 33 mètres plus haut, d'où elle coule, en se filtrant,
dans un autre réservoir situé à 6 mètres en dessous. Une quatrième pompe, à double
effet, vient prendre une partie de cette eau et la refoule dans un réservoir de charge
situé à 54 mètres au-dessus du niveau des machines; cette pompe, qui a 0'",i40
de diamètre et 0'",760 de coupe, est actionnée par la crosse du piston intermé-
diaire.

Les plongeurs des pompes sont en bronze ; les stuffing box sont en métal anti-
friction et peuvent faire deux ans de service; les poids des plongeurs et du
mécanisme sont calculés de façon à régulariser le travail à l'aspiration et au refou-
lement.

Chaque corps de pompe possède six soupapes d'aspiration et six de refoulement ;
les premières ont 0", 150 de diamètre, les secondes 0'",168.

Pompes de Gleveland. — f^a distribution d'eau de Cleveland est assurée au
moyen de pompes à piston plongeur, mises en mouvement par une machine à vapeur
américaine à triple expansion [fig, ^75 et 276). Les cylindres à vapeur ont 0",860,
1"',570 et 2°',340 de diamètre avec une course de l'",()3.

r^-

Fig. 21o.

Fio. 276.

Les cylindres sont soigneusement munis d'enveloppe de vapeur; la distribution
est du type à soupape Stevens pour le cylindre à basse pression et pour l'échappe-

POMPES A ACTION INDIRECTE

189

ment du cylindre intermédiaire ; elle est du type Reynold, Allis pour le cylindre à
haute pression et pour Tadmission du suivant {*).

Les pompes sont placées sous les cylindres; leurs plongeurs sont dans le pro-
longement des tiges de pistons et reliés à ceux-ci par deux tiges et un étrier. Ces
pompes sont à simple effet avec, en tout, 1.570 clapets de G*", 09 de diamètre.

Les essais faits sur ces machines ont donné, avec une vitesse de 18,7 tours par
minute, une puissance indiquée de 770 chevaux et une puissance en eau montée de
72i chevaux, soit un rendement organique voisin de 94 0/0. On consommait 5*'«^,2 de
vapeur sèche par cheval indiqué, et l'on pompait 90.870 mètres cubes d'eau sous
66 mètres de charge en vingt-quatre heures.

Pompes de Milwaukee. — Comme les pompes d'AUeghany, ces pompes ont été
construites par la maison Allis sur les plans de MM. J. et L. Reynolds. La machine
à vapeur {/îg, 277) est à triple expansion avec deux réservoirs intermédiaires; les
trois pistons attaquent au moyen de manivelles à 120° un arbre unique portant deux
volants.

Fio. 277.

Ki(i. 278.

Les pompes sont à double effet, à pistons plongeurs pleins, analogues au type
précédemment décrit ; elles devaient, d'après le contrat, refouler en vingt-quatre
heures 31.800 mètres cubes d'eau à 48'",20, avec une dépense de 7 kilogrammes de
vapeur par cheval effectif.

(')VoirG. Richard, la Mécanique yénèrule à l'Eupostlionde Chicago.

100 POMPES A MOrVKMKNT ALTEKNATIF

Les caractéristiques de ces pompes sont les suivantes :

Diamètres des cylindres O'-JIO i-,220 1"',870

Puissances indiquées en chevaux. . . . i75 170 229

Espaces nuisibles 1,40/0 1,5 0/0 0,77 0/0

Nombre de tours par minute 20

Vitesse du piston par seconde 1*,00

Volumesdes2 réservoirs intermédiaires. 2'"^,830 5'"'*,1^

Diamètre des trois pompes 0'",813

Diamètre de la pompe à air 0 ,510

MM. Leawitt et Thurston ont fait sur cette machine de très intéressants essais
dont voici les principaux résultats :

Eau vaporisée par kilogramme de combustible 10^^,88

— — mètre carré de surface de chauffe . . 8 ,30

— — mètre carré de surface de grille . . . 357 ,00
Rendement de la vaporisation (rapport entre la chaleur

absorbée parla vapeur et celle qui est dégagée parle

combustible) 73,i5 0/0

Pression des vapeurs à l'admission (absolue) 9^*, 5

Pression finale 0 ,371

Contre-pression au grand cylindre 0 ,110

Vide au condenseur 0 ,090

Détente totale 20

Vapeur dépensée par cheval indiqué 5*^,29

— — effectif 5 ,80

Charbon dépensé par cheval indiqué 0 ,500

— — effectif 0 ,620

Kilogrammètres par kg. de combustible (Duty) .... 429.110 kgm.

Ce sont là des résultats excellents ; le diagramme de la figure 278 complète les
renseignements ci-dessus. Dans sa Mécanique générale^ M. Richard attribue ces
rendements élevés à un bon équilibrage de la machine, à la diminution des frotte-
ments par de larges glissières, à l'emploi de vapeur très sèche (1 0/0 d'humidité),
enfin à l'emploi d'une grande détente et d'enveloppes de vapeur très complètes aux
cylindres et aux réservoirs.

Pompe Ezra E. Glarke. — M. Ezra E. Clark, de Northampton ;Massachusetts), a
fait breveter, le 2 janvier 1894, une pompe dont voici les principaux caractères :

Deux paires de cylindres compound en tandem actionnent chacune une pompe à
double effet située sur la même verticale.

Mais les plongeurs des pompes sont dédoublés, chacun d'eux étant aclionné
directement par le piston d'un des deux cylindres supérieurs.

La préoccupation dominante de l'inventeur a été de multiplier les liaisons entre
les diverses parties delà machine, de façon à les équilibrer aussi complètement que
possible et à régulariser la marche en faisant dépendre le mouvement d'un organe
quelconque du mouvement même des autres.

POMPKS A ACTION INDIRECTE 191

Les iigures "2,19 à 281 permettent de se rendre facilement compte de la disposi-
tion adoptée.

H et G sont les cylindres à haute pression;
H' et G' sont les cylindres à basse pression;

12 et 13, tuyaux diagonaux faisant passer la vapeur d'échappement de H et G
respectivement dans les boîtes d'admission H' et G.

Fio. 279.

FiG. 280.

Fio. 281.

Le piston de H est relié par la tige N, la traverse 20 et les bielles 21 au balan-
cier M d'axe 22 ; en même temps, il actionne par l'intermédiaire de la traverse 24 et
des bielles C le plongeur B**.

Le piston de G' est relié par les tiges 30, la traverse 31 et les bielles 32 au
balancier M' ayant aussi pour axe 22 ; en même temps, il actionne, grâce à la tige N*^
qui traverse B^, le plongeur B^.

Par des jonctions analogues, le piston de G est relié au balancier M' et
actionne le plongeur A^; le piston de H' est relié au balancier M et actionne le
plongeur A^.

On voit qu'ainsi les pistons de G et G' auront, grâce au balancier M', des mou-
vements en sens inverse bien correspondants et qu'il en sera de même, grâce au
balancier M, des mouvements des pistons de H et de H'.

192

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

La régularité et la concordance des déplacements des plongeurs Aj, A3, Bj et B3
en résultent nécessairement.

Reste à étudier la distribution de vapeur :

Chaque cylindre a sa distribution propre; par exemple, les tiges 15 et 17 com-
mandant la distribution de G et de G' sont reliées aux deux extrémités d'un levier 50,
dont Taxe est mû, grâce à deux pièces 51 et 52, par le balancier M.

On voit donc que la distribution des cylindres G et G' est commandée par M,
lequel reçoit son mouvement des pistons de H et H' et vice versa.

Cette connexion de tous les organes, la régularité qui en est théoriquement le
but et la justification, ne vont pas sans une assez grande complication et sans une
multiplication des articulations et des presse-étoupes, qui peuvent faire craindre des
difficultés pratiques assez sérieuses.

Pompe de Weston-s.-Mare. — Les pompes de distribution d'eau décrites
ci-après ont été construites par MM. Hathorn, Davey and C°. Elles offrent quelques

particularités intéressantes :

Tout d'abord, on a conservé
le principe des machines diffé-
rentielles Davey; mais, au lieu
de charger les plongeurs, on a
compté sur l'inertie des pistons
eux-mêmes. A cet effet [fig, 282),
on a disposé les cylindres à haute
et basse pression c et rf sur un
bâti diagonal, et leur accouple-
ment est obtenu par une paire
de disques montés sur un arbre
oscillant [fig, 283 et 284). Aux
pivots d'attache des tiges des
pistons sont fixées les tiges des
pompes, et la transmission de
l'effort se fait sous un angle
assez aigu et sans autres inter-
médiaires. Le schéma montre de
plus les deux pompes A et B et
leurs guides à fourreau e, e. Dans
cette machine, on a encore con-
servé en partie le principe de
l'inertie d'un poids lourd; mais
ici on l'a appliqué dans les disques qui accouplent les machines et les pompes.

La distribution est assurée par des tiroirs ; chaque cylindre a sa distribution
propre, et le système Davey y est appliqué. La figure 283 met bien en vue cette
distribution : les deux tiroirs superposés sont reliés l'un au disque oscillant (c'est-à-
dire qu'il participe au mouvement de la machine même), l'autre à une cataracte
suivant les dispositions connues.

Les cylindres ont 0™,400 et 0'°,700 de diamètre avec une course de O'",900.

Fie. 282.

POMPES A ACTION INDIRECTE

103

Leurs volumes sont dans le rapport de 1 à 3 avec un réservoir intermédiaire. Les
pompes ont 0",385 de diamètre et 0",725 de course.

Fi(.. 283.

Fio. 2X4.

Pompe verticale de Smitwick. — (]ette machine {fig, 283 à 287) se compose de
trois pompes à simple effet absolument semblables et calées à 120° sur un arbre coudé
placé au-dessus d'elles. Les cylindres sont contenus dans une boîte en fonte A, dont
le couvercle porte deux supports D qui constituent le bâti. Chacun de ces supports
est muni d'un bossage sur lequel est fixée une chaise K servant à supporter Tarbre h
commandé par la poulie h et transmettant le mouvement à la pompe par le pignon
denté k!' , La caisse A est partagée en trois parties par deux cloisons horizontales
L et L'. L^aspiration B communique avec la partie inférieure et l'évacuation B' avec la
partie supérieure.

Le détail intéressant de cette machine est la manière dont est fixé le fond infé-
rieur O de chaque cylindre, qui est en même temps le siège de clapets d'aspiration.
11 a la forme d'une cuvette dont le rebord élargi contient une rainure circulaire ^
dans laquelle vient s'emboîter le corps de pompe, et il se continue à la partie infé-
rieure par une couronne cylindrique filetée N", sur laquelle se visse un écrou N cla-
veté dans un volant N' reposant sur une semelle M.

Au moment du montage, on place dans la rainure j la substance dont on veut
se servir pour faire le joint, et, par la manœuvre du volant, on serre le fond O contre
le cylindre d , Afin d'éviter le déplacement de la semelle M, le fond de la boîte est
muni d'ergots m .

Les soupapes n'ont rien de particulier; elles sont maintenues sur leur siège de
la façon ordinaire par des ressorts. Celles de refoulement sont placées sur le piston

LES POMPES.

\0i

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

lui-même et en nombre égal à celles d'aspiration. On en met ordinairement 8; mais
on n'en a représenté que 4 pour la clarté de la figure.

5^ï

\ JU

3)7®

a-su

Fio. 285.

Frc. 286.

Fio. 287.

Le fonctionnement de cette pompe est celui d'une pompe aspirante et foulante ;
elle est employée dans les fabriques de papier pour le mouillage de la pâte.

Pompe de Boston. — Cette machine (/ïg. 288) a été installée, en 1893, à la station
élévatoire de Boston. Elle se compose de 3 pompes à double effet commandées
par une machine verticale à triple expansion, dont les cylindres ont respectivement
pour diamètres 349, 620 et 990 millimètres et pour longueur commune 1"*,828. Ils
sont supportés par un bâti formé de colonnes verticales avec contreforts obliques.
Tous trois sont entourés d'enveloppes distinctes dans lesquelles circule de la vapeur
spécialement réchauffée et à une pression de 13 atmosphères pour le petit et le moyen
cylindre, et de 7 atmosphères pour le grand. L'eau de condensation des deux pre-

POMPKS A ACTION I>M)IUECTE

19:î

mières enveloppes retourne à la chaudière; celle de la troisième est envoyée au
réservoir d'eau d'alimentation.

La distribution est opérée par tiroirs à gril commandés par cames ; celle du
cylindre à haute pression est seule à détente variable.

Le mouvement des bielles est transmis directement à des plateaux évidés tour-
nant autour d'un point fixe et articulés au moyen de bielles : 1° à Tarbre de couche
qui porte le volant; 2° à la tige de chaque plongeur; 3** à un arbre intermédiaire
sur lequel est pris le mouvement des soupapes des pompes et celui de la pompe à air
du condenseur.

FiG. 288.

Le principal perfectionnement de cette machine consiste dans l'augmentation de
vitesse qu'on lui a donnée par rapport à toutes les autres du même genre et surtout
de mêmes dimensions, perfectionnement qu'on a pu obtenir en rendant automatiques
la levée et la fermeture des soupapes des pompes.

Un plateau dans le genre de celui qui commande la distribution d'une machine
Corliss reçoit son mouvement de l'arbre intermédiaire dont nous venons de parler,
et, au moyen de 4 bielles, actionne en temps voulu 4 roues dentées, engrenant avec
la crémaillère qui termine chacune des tiges des 4 soupapes que comporte une
pompe.

Grâce à ce dispositif, la vitesse normale est de 60 tours par minute; on peut
la porter à 75 tours, tandis qu'auparavant la vitesse était trois ou quatre fois
moindre.

196

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

v^Suwm^^wmm'

FiG, 289.

POMPES A ACTION INDIRECTE 197

Les bras de levier des plateaux principaux sont calculés de façon que les plon-
geurs aient une course de 1*,2â0. Ils ont un diamètre de 0'",444 et refoulent à
39 mètres de hauteur.

Chaque clapet de refoulement est surmonté d*un réservoir d*air communiquant
à sa base avec la conduite principale et avec le condenseur à surface de la machine à
vapeur.

Pompe de Dresde {fig^ ^89-291). — Cette pompe sert à alimenter les bassins des-
servant la ville de Dresde (Allemagne).

L'eau à élever provient de six sources différentes, réparties sur une longueur de
400 mètres et captées par des puits réunis entre eux par des canalisations souter-
raines, aboutissant à un puits voisin de Tusine. Chaque puits est cimenté à Tinté-
rieur et hermétiquement clos à sa partie supérieure par une plaque de fonte.

La machine motrice est une compound à balancier à 2 cylindres, à distribution
par soupapes et à détente variable de 0 à 0,60.

Les manivelles sont calées à 180®; les diamètres des cylindres sont respective-
ment 570 et 900 millimètres, et la course est de 1",200.

Les plongeurs sont attelés directement sur les tiges des moteurs ; les deux
pompes sont à simple effet ; mais, vu leur angle de calage, leur ensemble constitue
une seule pompe à double effet.

Étant données les grandes dimensions des conduites d'aspiration et de refoule-
ment, on a dû employer des soupapes d'un genre particulier, mues par la machine
motrice.

Le type adopté est le typeRiedler, dans lequel le mouvement, pris par un excen-
trique à Textrémité de Tarbre de distribution, est transmis par un ensemble de
bielles et de manivelles à un petit plongeur commandant l'entrée et la sortie de
Teau d'un appareil hydraulique logé dans la boite à clapets {fitj. 289).

Cet appareil n'est autre qu'un moteur mû par l'eau du refoulement; il est relié
par des manivelles aux tiges des soupapes à conduire. L'angle de calage de Texceu-
trique de commande est réglé de façon à ce que le mouvement des soupapes ainsi
obtenu soit en concordance avec celui des plongeurs.

Afin de faciliter le mouvement de l'eau dans les deux pompes principales, on a
placé au-dessous de chaque clapet d'aspiration une pompe d'extraction d'air, et,
au-dessus de chaque clapet de refoulement, un premier réservoir d'air comprimé.

I^es tuyaux de refoulement de chaque pompe se réunissent ensuite dans une
conduite principale allant au réservoir, et sur laquelle se trouvent deux autres réser-
voirs d'air de chacun 2 mètres de diamètre et 6 mètres de hauteur.

La machine fait 40 tours par minute à la pression de vapeur de 8 kilogrammes,
et la pompe refoule 20.000 mèlres cubes d'eau à 55 mètres de hauteur en 24 heures.

Pompe à triple expansion de Davey {fig. 292 à 300). — L'usine élévatoire des
eaux de Leeds comprend deux machines semblables à celles dont nous donnons
ci-dessous la description, empruntée à VEngineer du 9 février 1900.

Le moteur est une machine verticale à triple expansion, distribution CorlisS)
condenseur à surface. Le petit et le moyen cylindres sont pourvus d'enveloppes
de vapeur venant directement de la chaudière, tandis que le grand est entouré

_ J

198

POMPES A MOL'VKMENT ALTEKNATIF

^^^'glvJ^

Fio. 290.

Fio. 291.

Fui. 292.

ffP Cylmdef

Atmospheric Lme

Zéro Ltne

/. /? Cyfindf.
Scàle 4^

Hfmosphcric Une
Zéro Line

L P Cvlinder
Scai A,^

Fio. 294 à 299.

Ffr.. 29.1.

nP. Pump
Sccife k*'*'

I.P. Pump
Scà/e /*;**

L P Pump,

200

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

par de la vapeur à 3*«,5. L'eau de condensation des enveloppes est renvoyée aux
chaudières. Les réservoirs intermédiaires sont également munis d'enveloppes de
vapeur.

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Fio. :m.

Chaque tige de piston attaque directement un plongeur; les pompes sont à
simple effet.

Voici quelques chiffres qui résultent des essais faits sur cette machine par

M. Unwin

Diamètre des cylindres, petit .

— moyen

— grand.

Longueur

Diamètre des plongeurs ....
Admission au petit cylindre . .

— moyen — . .

grand — . .

0'%380

0 ,635

1 ,020
0 ,914
0 ,343

30 à 34 0/0
31 0/0
35 0/0

grand

POMPES A ACTION INDIRECTE 201

Volume du l""" réservoir intermédiaire 0"^,460

— 2*» — — 0 ,565

Rapport des volumes du petit cylindre au moyen . ^-^

i
7,33
Espaces nuisibles : petit cylindre 2,38 0/0

— moyen — 1,72 0/0

— grand — 1,65 0/0

Chaudière Lancashire : Longueur 8",53

— Diamètre 2 ,23

Foyer : à Farrière 0 ,90

— à Favant 0 ,75

Surface de grille 8«»^53

— de chauffe 78 ,96

Nombre de tubes de Téconomiseur 128

Surface de ces tubes 120"*

Pression à la chaudière 9''«f,15 et 9''«,67

— à l'admission 9 ,10 et 9 ,60

— au réservoir H. P 2 ,8 et 1 ,48

— — B. P 0 ,36 et 0 ,18

Température de Teau d'alimentation (par le

réchauffeur) 85^ et 88°

Dépense de combustible par mètre carré et

par heure U^«,0 et 40*«,5

Vaporisation par mètre carré et par heure . . . 16 ,i3etl2 ,6

Cbovaux Poncelets

Puissances indiquées : petit cylindre

— moyen —

— grand —

— totales. . . .
Puissances effectives aux pompes.

51,01 et 52,43 ou 38,25 et 39,32

52,00 et 52,76 ou 39,00 et 39,67

80,94 et 88,51 ou 60,70 et 66,38

183,95 et 193,70 ou 137,95 et 145,37

161,40 et 166,70 ou 121,05 et 125,02

Rendement organique 0,88 et 0,913

Pompe alimentaire verticale Holman irères {fig. 301). — Parmi le matériel
d'exploitation des mines exposé par la maison Holman frères à l'Exposition de 1900,
nous avons pu voir la pompe alimentaire dont nous donnons ici la description.

Cette machine est verticale et se compose de deux pompes semblables disposées
sur le même bâti. Chacune d'elles comporte un cylindre à vapeur a distribution par
tiroir ordinaire commandé par excentrique.

Le plongeur prolonge la tige du piston moteur, et la crosse qui les réunit porte
un axe transversal sur les extrémités duquel sont attelées les deux bielles que com-
porte chaque machine. Le bâti est évidé à sa partie inférieure pour ménager le pas-
sage du volant, qui est calé au milieu de l'arbre dans l'axe de la machine.

Les pompes sont à simple effet, et n'ont rien de particulier ; les corps de pompe
sont venus de fonte avec leur boîte à clapets et des extensions destinées à les fixer aux
supports.

202

POMPES A MOUVEMENT AI/rEHNATIF

Chaque cylindre à vapeur étant supporté par colonnettes, toutes les pièces sont
facilement accessibles.

Les deux prises de vapeur sont piquées sur une même conduite sur laquelle se
trouve le robinet de mise en marche.

mi ^^

FiG. 301.

Cette pompe est construite pour alimenter une chaudière marchant à 7 kilo-
grammes.

Voici ses principales dimensions :

Diamètre des cylindres à vapeur. 0"*,101

Diamètre des plongeurs 0 ,063

Longueur de la course 0 ,127

Débit à l'heure 4.400 litres

Nombre de tours par minute 105

POMPES A ACTION rNDFRECTE

203

B. — POMPES HORIZONTALES

POMPES HORIZONTALES A COMMANDE A VAPEUR OU HYDRAULIQUE

Pompe Martin. — L'une des causes principales du faible rendement ordinaire
des pompes est la faible vitesse du piston de la machine à vapeur, lorsqu'on veut que
les pistons de la machine et de la pompe marchent ensemble, et que ce dernier
puisse être suivi par l'eau pompée. Cette faible vitesse interdit une forte détente
et, en général, une utilisation avantageuse du combustible employé dans les chau-
dières.

I /7X

Fio. 302 et 303.

La disposition réalisée par M. Martin a pour but de parer à cet inconvénient et
de permettre de pomper de grandes quantités d'eau avec une grande vitesse du
piston à vapeur et une forte détente.

Les figures 302 et. 303 donnent l'ensemble de la disposition.

204

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Deux cylindres à vapeur attaquent, par deux manivelles calées à angle droit,
l'arbre principal, sur lequel se trouvent le volant et un pignon qui engrène avec une
roue dentée calée sur un deuxième arbre, parallèle au premier, et portant les mani-
velles motrices des corps de pompe placés horizontalement sous les cylindres à
vapeur.

Ainsi la vitesse des pistons à vapeur peut être assez grande pour permettre un

bon fonctionnement, sans que celle des
pompes soit exagérée. De plus, le
poids des pièces en mouvement alter-
natif et se déplaçant avec une vitesse
assez grande a une influence régulari-
satrice appréciable.

Les pompes ci-dessus décrites ont
été construites dans TOhio par la
« Cuyahoga Steam Furnace Company »
de Cleveland ; les pistons à vapeur se
déplacent avec une vitesse de 2", 75
par seconde, les pistons à eau avec
une vitesse de 0'",83 seulement; ils re-
foulent Teau à 300 mètres environ et,
dans ces conditions, l'ouverture et la
fermeture des soupapes sont, paraît-il,
tout à fait sile -ses.

La dis' ution est assurée par
des robinets mus par des excentriques calés sur Tarbre p )al.

Les valves des pompes sont de simples blocs de bois d'érable tendre, à arma-
tures métalliques ; ils se déplacent dans les glissières et laissent un passage large
et bien direct pour Teau. Ces valves sont très résistantes : elles ont fait, paraît-il,
un service de cinq ans, jour et nuit, sans nécessiter de remplacement ; en tous cas,
s*il était nécessaire, ce remplacement serait simple et peu coûteux.

Les données qui suivent proviennent d'une machine qui a fonctionné pendant
plus de deux années à Tusine de Cleveland RoUing Mill.

Diamètre du cylindre à vapeur O",37o

Course du piston 0 ,750

Nombre de tours par minute 62

Vitesse du piston par seconde 0'",65

Pression de la vapeur 4^«,5

Les diagrammes reproduits figures 304 et 305 montrent que les cylindres à va-
peur et les pompes ont une marche satisfaisante.

L'inventeur proposait de garantir un travail effectif moyen de 255.000 kilogram-
mëtres par kilogramme de charbon consommé, ou, ce qui revient au même, d'assurer
le cheval-heure pour une consommation de i^^fi^ de houille.

FiG. .304 et 305.

Pompe OaskiUy de Saratoga. — Ces pompes, destinées à assurer la distribution

POMPES A ACTION INDIRECTE

20b

d'eau de Saraloga, sont des machines horizontales compound, dont l'ingénieuse
disposition est représentée par les figures 306 et 307.

Quatre cylindres horizontaux sont disposés par paires, le cylindre à haute pres-
sion étant, pour chacune d'elles, placé horizontalement au-dessus du cylindre à
basse pression, avec lequel il communique par de courts passages, aussi directs que
possible ; dès lors les pistons se déplacent en sens inverse dans les deux cylindres.

;toG.

[-.es cylindres sont munis d'enveloppes de vapeur complètes. L'admission de
vapeur dans le cylindre à haute pression se fait au moyen d'une soupape à double
siège, et Ton peut régler à la main l'importance et la durée de sa levée ; de plus, le
régulateur est disposé de manière à modifier l'admission suivant la pression de l'eau
dans les conduits de refoulement.

Le passage intermédiaire et l'échappement de la vapeur sont assurés, comme
dans la pompe Brooks, par des tiroirs à grilles mus par des excentriques liés au
mouvement même des pistons. Tous ces détails sont bien visibles sur la demi-coupe
de la figure 307. Les dimensions principales sont les suivantes :

Diamètre du cylindre à haute pression 0'",9<X)

— de la tige de son piston 0 ,075

— du cylindre à basse pression 1 ,050

— de la tige de son piston 0 ,088

Course commune des pistons 0 ,900

Chaaue paire de cylindres actionne une pompe dont la tige du plongeur est

206

POMPES A MOrVEMEXT ALTERNATIF

reliée directement à la tige du piston du cylindre à basse pression et, par rintemié-
diaire d'un balancier vertical, avec celle du piston du cylindre à haute pression. Ce
balancier est représenté en détail figures 307 et 308.

Les pompes sont à double effet et* à piston plongeur; le corps de pompe est de
section rectangulaire, et les dimensions principales sont les suivantes :

Longueur cumulée des deux chambres de chaque pompe. 2", 285
Largeur commune — — .0 ,685

Hauteur - — — . 0 ,885

Capacité de chaque chambre en litres 705

Diamètre du plongeur 0^,500

— de la tige du plongeur 0 ,100

Section du plongeur en décamètres carrés 20

Course du plongeur 0'",900

Déplacement du plongeur en litres 180

nrn ffiff

FiG. 307 et 308.

Les pompes sont munies de by-
pass et de valves promettant d'éta-
blir une communication entre les
deux chambres d'un même corps de
pompe. Ce dispositif présente un
double avantage. Au moment de la
mise en marche, la vapeur n'étant
pas encore parvenue dans le cylindre
à basse pression, il se peut que le
petit cylindre seul ne suffise pas à
vaincre les résistances dues à l'eau
et aux frottements : si on ouvre le
by-pass, l'eau passant d'une chambre
dans l'autre, la pression se trouve
en quelque sorte équilibrée et le dé-
marrage a lieu aisément.

Il peut arriver aussi que, lors
d'une faible demande d'eau, on soit ^'^* ^^^*

amené à donner aux machines un mouvement si lent que le volant ne suffise plus à

Pompes a action IiNdirecte 207

maintenir la régularité de la marche. On donne alors aux machines une vitesse con-
venable après avoir partiellement ouvert le by-pass, et celles-ci peuvent avoir une
marche régulière, Texcès d'eau aspirée ou refoulée par les plongeurs passant sim-
plement d'une chambre dans l'autre .

Ces pompes devaient, par contrat, pouvoir pomper 15.150 mètres cubes par
vingt-quatre heures en marchant à 16 tours par minute, avec une pression de vapeur
de 6^«,6; la puissance utile devait ùtre 238.000 kilogrammètres par kilogramme de
charbon consommé.

Un essai fut fait, en juin 1883, par M. Porter et donna les résultats suivants :

Deux chaudières tubulaires à retour de flamme, diamètre. l'°,650

Longueur 5 ,490

Nombre de tubes dans chaque chaudière 87

Diamètre extérieur des tubes 0'",075

Pression de la vapeur dans les chaudières 6^»,15

Vaporisation par kilogramme de houille à 100" 10 ,9

Nombre de révolutions par minute 19,37

Chevaux-vapeur indiqués 185,7 ou 139,3 poncelets

Vitesse des plongeurs par seconde 0",60

Travail effectif par kilog. de charbon (en kilogrammètres). 305.000

Charbon consommé par cheval-heure effectif 861 gr.

— par poncelet effectif 1148 gr.

Un autre essai, fait quatre mois plus tard par M. Hill, a donné, avec une pres-
sion de vapeur de 6^»,20, un vide de 0'",683 et une vitesse de 17,9 tours, les résultats
suivants :

Chevaux-vapeur indiqués 197,8 ou 443 poncelets

Travail effectif en kilogrammètres par kilog. de charbon. . 324.000

Pompe d'accumulateur à Buenos-Ayres. — Cette pompe, installée à la station
centrale de Buenos-Ayres par la « Buenos-Ayres Great Southern Railvvay Company »,

Fi«. 310.

comporte deux paires de cylindres compound {fig, 310) ; pour chacune d'elles, les

208 POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

dimensions sont les suivantes :

Diamètre du cylindre à haute pression G", 376

— — à basse pression G ,7GG

Course commune G ,610

Les tiges de piston des deux cylindres sont accouplées chacune avec des pompes
à double eiïet.

Le cylindre à haute pression est muni d'une distribution tout à fait indépen-
dante, de sorte que Tarrèt et la mise en marche de la machine, suivant que les accu-
mulateurs descendent ou s'élèvent, se font aussi aisément que dans le cas d'une
machine non compound, dans laquelle la vapeur serait admise pendant 75 0/0 de la
course.

La vapeur est admise à la pression de 5''^,6 par centimètre carré.

11 y a deux accumulateur^, dont les plongeurs ont G", 450 de diamètre et une
course de 8"*,85; la pression fournie par les accumulateurs est de 50^8^4 par centi-
mètre carré.

Pompes de Kimberley. — Nous avons décrit précédemment les pompes verti-
cales installées à Kiml)erley pour la distribution d'eau. Cette installation comporte
également des pompes horizontales sur lesquelles je dirai quelques mots. Ce
sont {fig, 311 à 313) deux machines compound : les deux cylindres sont sur des
bâtis indépendants et parallèles; ils agissent sur un arbre portant un volant et sur
lequel les deux manivelles sont calées à angle droit.

Voici les données principales :

Diamètre du cylindre de haute pression 0'",438

— — de basse pression G ,775

Course commune des deux pistons 0 ,760

Nombre de tours à la minute 3J à 40

Pression de la vapeur 3'''^,8 à 4*^*^,4

Les cylindres sont munis d'enveloppes de vapeur. La distribution se fait par
tiroirs avec détente Meyer. On peut cependant isoler chacun des cylindres grâce à
la disposition suivante : le cylindre à haute pression est pourvu de deux tuyaux
d'échappement de vapeur munis de robinets étanches : l'un se rend dans le réservoir
intermédiaire, l'autre débouche directement dans l'atmosphère. Le cylindre à basse
pression peut admettre la vapeur venant soit du réservoir intermédiaire, soit de la
chaudière. Dans ces conditions, on peut à volonté se servir de ces machines avec
seulement un quelconque de ses cylindres.

Les pistons des cylindres sont directement connectés avec les tiges des pompes,
qui sont à double effet, avec des pistons de G", 202 de diamètre et une course de
G", 760.

POMPES A ACTION INDIRECTE

201)

L£S POMPES.

210

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Des essais faits sur ces machines, en janvier 1884, ont donnô, pour la moyenne
des deux pompes, les résultats suivants :

Kau vaporisée par mètre carré de surface de chauffe et par heure. 5 à 13 kiloji^.

par kilog. de charbon consommé 9àl0 —

Pression de la vapeur d'eau en kilog. par centimètre carré .... 3^^, H à 4^«,4

Eau pompée par minute en litres 4.210

Puissance effective en chevaux 75

Puissance effective en poncelets 56,25

Charbon consommé par cheval-heure I*'»,i25

Charbon consommé par poncelet-heure 1^^,500

Puissance effective produite en kilogrammètres par kilog. de

charbon 240.000

FiG. 313. — Pompes de kimUerley .

Élévation à gauche [Exhatisl Steam pipe to Condensers^ échappement au condenseur ;

Stand pipe, colonne de refoulement).

Pompes Browne et Boby. — Ces machines, destinées à assurer Tépuisement des
eaux d'égout à Buenos-Ayres, étaient soumises aux conditions suivantes : être peu
encombrantes, consommer relativement peu de combustible, malgré un travail très
irrégulier, variant de 1 à 5 suivant les cas, enfin ne pas employer d'eau pour la con-
densation.

MM. Browne et Boby ont installé 4 séries de machines compound horizontales
à cylindres superposés, dont nous allons indiquer les particularités.

Les pistons des deux cylindres agissent par un renvoi de sonnette sur la tige des
pompes {fiff, 316 et 317). Les pompes sont placées au fond du puits, près des eaux à
épuiser, et ce sont ces eaux qui, évacuées par 4 tubes dont la section cumulée excède
la section du tuyau principal de refoulement, sont chargées de rafraîchir les conden-
seurs à surface. Les pompes à air sont mues par des leviers goupillés sur le renvoi
de sonnette.

POMPES A ACTION IXDIHECTE

'1[\

Dans la construction même, on s'est efforcé d'avoir une course aussi uniforme
que possible, malgré les variations de résistance, et, aux fins de course, une sorte de
coussin de vapeur amortissant le mouvement, avec une certaine avance qui permette
au piston du cylindre à basse pression de repartir en temps opportun.

La vapeur est admise [fig, 318) au centre d'une boîte à vapeur avec tige filetée et
deux soupapes-pistons dont les bords intérieurs arrêtent la vapeur. Une manette
extérieure permet de rapprocher ou d'éloigner les deux pistons et, de la sorte, l'inter-
ception est réglable à la main.

Les passages principaux de vapeur, dans les deux cylindres, aboutissent k une

certaine distance du fond, de sorte que, un peu
avant la fin de course, une certaine quantité de
vapeur d'échappement se trouve emprisonnée ;
cette vapeur joue le rôle d'une avance réelle^
mais insuffisante. Pour réaliser l'avance dans
le cylindre à haute pression, on utilise {/îg. 319)
un passage foré dans le piston et faisant com-
muniquer son centre et sa périphérie : dès que
le passage principal est obstrué par le piston.

FiG. 314.

FiG. 315.

il y a pénétration d'une petite quantité de vapeur dans le fond du cylindre. Pour réa-
liser ce même fonctionnement dans le cylindre à basse pression, on admet, aux fins
de course, la vapeur d'échappement du petit cylindre supplémentaire [fig. 3^), qui
actionne les tiroirs principaux. Ce petit cylindre porte un tiroir avec deux cavités pour
Téchappement, chacune d'elles venant, en son temps, communiquer avec un des
deux conduits rattaché respectivement aux deux extrémités du cylindre à basse
pression. Ce petit tiroir est mû par un levier actionné par une goupille placée sur le
renvoi de sonnette.

Les pompes sont à pistons et à double effet; la figure 314 en donne la disposi-
tion, et le détail des valves est représenté figure 315 ; les sièges sont fixés dans des
boîtes à soupapes par des coins en bois.

Les dimensions principales de ces machines sont les suivantes:

Diamètre des cylindres à haute

pression 0",i70

Diamètre des cylindres à basse
pression . • 0 ,260

Course commune 0^,600

Diamètre de deux des pompes. . 0 ,280

— des deux autres pompes. 0 ,360

Course des pistons des pompes . 0 ,600

212

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Fio. 316 à 320 Pompes Browne et Boby.
Élévation, plan, détail de la distribution.

POMPES A ACTION INDIRECTE

213

Pompes de Yokohama. — Ces pompes, destinées à assurer la distribution d'eau
à Yokohama, ont été construites par MM. Hathorn et Davey, de Leeds. Il y a deux
machines semblables à celle qui est représentée dans la figure 321.

Fio. 321. — Pompes de Yokohama.

Chacune de ces pompes comporte deux cylindres compound; le cylindre à haute
pression est muni d'une distribution variable à la main, et qui peut également être
modifiée par un flotteur placé dans
le réservoir dVau. La tige du
piston de ce cylindre actionne la
pompe à air.

La tige du piston du cylindre à
basse pression actionne la pompe
a eau, dont le détail est donné sur
les figures 322 et 323. Le conden-
seur à surface est placé directe-
ment au-dessus de cette pompe.

Chaque machine est munie d'un
petit régulateur de sûreté, qui ferme
brusquement la valve d'admission
de vapeur dès que la machine atteint son maximum de vitesse.

Les dimensions principales sont les suivantes:

Diamètre du cylindre à haute pression 0",300

— — à basse pression 0 ,500

Course commune 0 ,685

Diamètre des pompes 0 ,375

Nombre de chaudières pour les deux machines 3

Longueur des chaudières 4™, 270

Diamètre 1 ,370

Pression de la vapeur 5*<^,9

Fin. 322 et 323.

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Pompes de Prague. — L'alimentation d'eau de Prague est faite par des machines
hydrauliques, qui élèvent Teau dans un réservoir à 56 mètres au-dessus du niveau
du fleuve; Teau est prise dans des puits de manière à, Tobliger à filtrer au travers
des graviers qui forment le lit du fleuve.

Les pompes sont actionnées par une roue hydraulique, dont Tarbre porte une

Fio. 324 à 326. — Pompes de Prague.
Coupe par la chapelle d'aspiration. Détail des clapets de refoulement.

roue dentée de 4",07 de diamètre et munie de 140 dents ; cette roue engrène avec un
pignon de i",57 de diamètre, muni de 54 dents, et dont Tarbre porte à chacune de
ses extrémités une manivelle actionnant une pompe horizontale à double effet.

Les détails des pompes et des boites à clapets sont bien visibles sur les figures
324 à 326.

L'axe des pompes est à peu près de 7 mètres au-dessus du niveau le plus bas de
Teau dans le puits; les dimensions principales sont les suivantes:

Diamètre du piston des pompes 0'",274

Course — — 0 ,878

Nombre de tours par minute (moyenne). . . . 7 1/2

Vitesse moyenne du piston par seconde. . . . 0'",225

Diamètre du tuyau de refoulement 0 ,383

Longueur de ce tuyau 2.500 mètres

Débit en 24 heures d'une prise de pompes

correspondant à une roue hydraulique. . . 2.190 mètres cubes

11 résulte d'une série d'expériences que 570/0 de la puissance hydraulique sont
utilisés sur le piston des pompes. Le reste, soit 430/0, représente les pertes hydrau-
liques et les résistances dues aux frottements.

POMPES A ACTION INDIRECTE

215

Pompes d'Eaton. — Ces machines ont été construites par M. Tangye, de Bir-
mingham, et assurent la distribution d*eau de Long Eaton, de Castle Donington et
de Melbourne.

FiG. 327. — Pompes d'Eaton.

Le puits a 3°»,40 de diamètre, et le tunnel d'accès 1"*,85 sur l",?.^, avec une lon-
gueur totale de 686 mètres environ.

Fio. 328. — Pompes d'Ëalon.
Éléyation de Tensemble.

L'installation comporte (jîg. 327 et 328) deux machines horizontales compound,

216

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

montées en tandem et groupées face à face de part et d*autpe du puits. Chaque tan
dem conduit une paire de pompes : une pompe élévatoire à piston plongeur, qui
amène Teau dans un réservoir placé en dehors du bâtiment, et une pompe foulante
à double action, qui envoie Teau dans le réservoir général de Castle Donington, dis-
tant de 8.850 mètres.

Les données principales sont les suivantes :

Diamètre du cylindre à haute pression. . . .
— — à basse pression ....

Course commune

Pompe élévatoire, diamètre du plongeur. . .

Pompe foulante, diamètre

Pression de la vapeur de la chaudière

Hauteur du réservoir de Castle Donington

au-dessus de la place Long Eaton

Longueur de la canalisation complète

Eau pompée par heure

0'»,262
0 ,500
0 ,800
0 ,350
0 ,250
7kgj

65 mètres

50 kilomètres

272 mètres cubes

Pompe à engrenages Hayward-Tyler. — Cette pompe, à piston plongeur et à
double action, est construite par MM. Hayward-
Tyler and C®, de Londres. Des réservoirs d'air
sont placés sur l'aspiration et sur le refoulement;
la disposition générale est donnée dans la
figure 329.

La grande roue a 3°*,05 de diamètre; elle
engrène avec un pignon de O^jôlO de diamètre,
et elle tourne avec une vitesse de 12 tours et
demi à la minute.

Fio. 330.

Fi(i. 329.

Fm. 331.

Le plongeur est en fonte, de 0"',375 de diamètre, et la course est de 0'»,900 ;
les soupapes à double battement sont représentées par les figures 330 etj 331 ;

POMPES A ACTION INDIRECTE

217

elles ont des diamètres de G", 200 et 0'",225 respectivement à l'aspiration et au
refoulement.

Cette pompe élève 145 mètres cubes à l'heure à une hauteur de 122 mètres
environ.

Pompes de Stookton-on-Tees. — Ces pompes [flg. 332 et 333) ont été construites
par MM. Worth, Mackenzie and C** pour la station d'Eaton (distribution d'eau de
Stockton). L'eau est envoyée dans des réservoirs situés à 4 kilomètres de là et à
63 mètres de hauteur.

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Fio. 332 et 333. — Pompe» de Stockton-on-Tees,

I^es pompes sont mues par une machine compound horizontale dont chaque
cylindre actionne une pompe; les manivelles des deux cylindres sont calées à angle
droit sur Tarbrc principal portant le volant.

Les cylindres et les pompes sont montés en porte-à-faux aux extrémités oppo-
sées de plaques de fondation profondément scellées ; l'arbre en vilebrequin est placé
entre les cylindres et les pompes : on a ainsi une machine compacte, d'un accès très
facile pour la visite des pistons, des soupapes et autres organes. Chaque cylindre
est muni d'une distribution indépendante à détente variable; on peut faire fonc-
tionner séparément les deux cylindres. Les dimensions principales sont les sui-
vantes :

Diamètre du cylindre à haute pression 0'",310

— — à basse pression 0 ,550

Course commune des pistons 0 ,450

Epaisseur des pistons 0 ,100

Diamètre des tiges de piston en acier Bessemer .... 0 ,056

Diamètre de l'arbre en vilebrequin 0 ,140

Diamètre du volant 1 ,800

Poids du volant 2 tonnes

Pression de la vapeur &'«,S

Le condenseur à surface est disposé sous le sol de façon que la totalité de l'eau
pompée le traverse et refroidisse la vapeur d'échappement. L'eau d'alimentation est
réchauffée au préalable dans un appareil placé au-dessus du condenseur, et que la
vapeur d'échappement traverse avant d'arriver à ce dernier.

218

POMPES A MOUVEMENT ALTEIINATIK

La pompe à air est mue par un renvoi de sonnette actionné par les organes du
cylindre à basse pression ; elle fait un vide ne s*écartant guère de plus de 0'",05 du
vide barométrique. Les pompes sont à double action; les valves et les sièges sont en
bronze ; les soupapes de refoulement sont
placées immédiatement en dessus de celles
d'aspiration.

Fio. 334 et 335. — Pompes de Stockton.
Diagrammes des cylindres de haute et de basse pression.

FiG. 336 et 337. — Pompes de Slockton.

Diagrammes des pompes des cj^lindres de haute et de

basse pression.

Les diagrammes des figures 334 à 337 donnent, sur le fonctionnement des machines
et des pompes, des caractéristiques intéressantes.

Les essais faits sur les machines ont donné les résultats suivants :

Charbon consommé par heure. .

Pression de la vapeur

Hauteur à laquelle Teau est élevée

Eau pompée par heure

Rendement des pompes

Kilogrammètres par kilogr. de
charbon consommé

LES DEUX MACHINES

TRATAILLBIfT EN8EMBLB

en compoand,

eoodensatioQ et

alimenUtion à l'eau

chaude

36 kg. 25
6 kg.
78 m.
91 m^
95 p. 100

192.000

i.YUNDRE

DB BA88K PRESSION

foDctioDnaot seul comme
machine à un seul

cylindre à eondeusation

et avec alimentation

à l'eau chaude

29 kg.
4 kg.
64 m.
46 m»
95 p

100.000

60
1

100

CYLINDRE

DE HAUTE PRESSION

fonctionnant seul comme
machine à un seul

cylindre

sans condensation et

alimentation à

l'eau Troide

34 kg.
5 kg.
60 m.
46 m3
95 p. 100

80.000

POMPES A ACTION INDIHECTE

210

Pompes Maxwell. — M. Maxwell, de Cincinnati (Ohio), a fait breveter une dis-
position intéressante, dont les figures 338 à 340 donnent le schéma. Deux paires de
machines horizontales compound actionnent deux pompes à pistons plongeurs ; les
cylindres à haute et à basse pression sont placés l'un au-dessus de l'autre et la dis-
tribution a lieu par des soupapes genre Corliss.

Les particularités de la
machine sont les bâtis suppor-
tant Farbre en vilebrequin et
le volant, d'une part, et le ba-
lancier, d'autre part. Ces bâtis
sont constitués par des espèces
de caissons en fonte sur les-
quels viennent se fixer les or-
ganes et les pièces de la ma-
chine. L'attaque du plongeur
est analogue à celle qui est
adoptée dans la pompe Gas-
kill : les pistons des deux

jrz

Fio. 338 à 340. — Pompe Mojcwell.
Élévation, coupe aa et vue par bout.
A. Fondations; R. Bâti de l'arbre D et du volant E, claveté sur celui-ci; C. Palier de l'arbre D;
F. Cylindre à basse pression supporté en porte-à-faux par l'une des faces du bâti B; G. Corps de
pompe supporté de même par Tautre face du bâti B et ayant même axe que F; H. Tige du pis-
ton K du cylindre à basse pression, sur laquelle se trouve également le plongeur J ; cette tige se
prolonge en dehors du corps de pompe, et la traverse N, qui la termine, se meut dans le coulis-
seau M; L. Bâti supportant l'arbre du balancier avec ses paliers 0; ce bâti est construit comme
le précédent B; /'. Balancier, qui est vertical dans la position médiane, et dont l'extrémité infé-
rieure est reliée par des tiges Q à la traverse N, pendant que l'extrémité supérieure est reliée par
les tiges R à la manivelle de l'arbre D ; 8. Cylindre à haute pression, posé sur le cylindre à
basse pression et supporté par une collerette verticale prolongeant le bâti B; la tige U du pis-
ton de ce cylindre est terminée par une traverse V, qui glisse dans le coulisseau T, et qui est
reliée par les tiges \V à la partie supérieure du balancier P; À' et Y\ Tuyaux d'aspiration et de
refoulement de l'eau.

cylindres y collaborent par l'intermédiaire d'un petit balancier elliptique P.
On voit que, dans ces conditions, les machines peuvent fonctionner comme

220

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

double, compound simple, ou même comme machine à un seul cylindre, puisqu^on
pourrait aisément enlever le cylindre S, par exemple. De plus, la situation du corps
de pompe entre les deux bâtis permet de lui faire jouer le rôle d'un véritable tendeur,
donnant à tout Tensemble une rigidité que vient augmenter encore le tirant G, qui
relie les deux bâtis.

Les efforts sur le balancier sont ou centraux ou symétriques, et Ton n'a pas à
craindre de torsion. Enfin, la disposition permet de placer commodément les tuyaux
d'arrivée et d'évacuation de Teau et de visiter assez aisément les divers organes.

Pompes d'East-London. — Ces machines pour puits profonds ont été installées

Fio. 341. — Pompes à'Easl-London.
à la station de Clingford Mill, pour assurer la distribution d'eau d'East-London ;

Fio. 342. — Pompes d'Easl-London.

elles sont construites par J. Cochrane, à Barrhead (près Glascow), et sont du type
horizontal à quadruple expansion {flç, 341 et 342).

POMPES A ACTION INDIHKCTE 224

Le cylindre à haule pression et le premier cylindre intermédiaire agissent sur
une manivelle; le deuxième cylindre intermédiaire et le cylindre à basse pression
agissent sur une seconde manivelle, attaquant le même arbre que la première, mais
calée à angle droit avec elle.

Les deux premiers cylindres sont munis d'une distribution par soupapes Corliss
conduite directement par le régulateur; les deux derniers ont une distribution par
tiroirs avec détente Meyer réglable à la main.

L'arbre moteur porte un pignon qui engrène avec un grand volant denté ralen-
tisseur de vitesse, claveté sur Tarbre des pompes ; la transmission du mouvement
aux pompes se fait par l'intermédiaire d'une longue tige et de deux renvois de
sonnette.

Les dimensions et données principales sont les suivantes :

Diamètre du cylindre à haute pression 0'",300

— premier cylindre intermédiaire 0 ,425

-- second — — 0 ,600

— cylindre à haute pression 0 ,750

Course commune 0 ,750

Pression initiale de la vapeur ii^«,2

Nombre de tours de Tarbre principal par minute 75

Diamètre des pompes 0",525

Pompe de rArsenal de Woolwich. — Construite par MM. Taylor et Challen, de

Fio. 343 et 344.
Birmingham, cette pompe est du type compound à double tandem [fig, 343 et 344).

22-2 POMPES A MOrVFMENT ALTEIiNAÏlF

Klle peut fournir 1.350 litres d'eau par minute à la pression de 56 kilogrammes par
centimètre carré.

Il y a deux cylindres à haute pression de 0'",275 de diamètre et deux cylindres à
basse pression de 0'",375 de diamètre. La course commune est de 0",900. La pression
de vapeur à l'admission est de H^«,A.

11 y a deux volants parallèles — un pour chaque tandem — montés sur Tarbre
sur lequel est calée la bielle du plongeur. Celui-ci a 0",225 de diamètre et 0",300 de
course. Les chapelles d'aspiration et de refoulement contiennent chacune 7 sou-
papes; les valves de refoulement ont 75 millimètres de diamètre; les soupapes
n'ayant qu'une faible levée : 30 millimètres, les chocs sont aussi réduits que
possible.

La puissance indiquée est de 202 chevaux; l'encombrement total est de
8" X 3°* X 3 mètres et le poids de l'ensemble est de 35 tonnes environ.

Pompe de Widnes. — Cette machine, destinée à l'alimentation d'eau de Widnes^
a été construite par Halhorn Davey sur les plans de ce dernier.

C'est une machine compound [fig, 345) dont les cylindres ont O^^HOO et l'",500
de diamètre et 1",87 de course; cette machine actionne deux séries de pompes :
deux pompes élévatoires de 0",460 de diamètre et i"*,95 de course déversant l'eau
dans une citerne au-dessous de la chambre des machines, et une pompe à double
effet de même diamètre et de même course qui refoule cette eau dans les réservoirs.
Sa machine commande les pompes par l'intermédiaire d'une poutre en bois et de
deux balanciers en renvoi de sonnette.

l'iu. 345.

La municipalité exigeait une puissance de 243.000 kilogrammètres par kilo-
gramme de combustible vaporisant 9 kilogrammes de vapeur; une vitesse minima
de 11 courses par minute et un rendement en eau de 9.650 mètres cubes par jour.
De nombreux essais furent faits et donnèrent, comme moyennes, les résultats
suivants :

POMPKS A ACTION INDIRECTE -22:?

Vitesse de la machine par minute 12,5 courses

Eau pompée par jour 11. 650'"-*

Puissance indiquée 230 chevaux

Rendement mécanique 87 O'O

Dépense de vapeur par cheval-heure indiqué :

— à la machine 7 kgs.

— à la pompe 8^*,1

Puissance par kilogramme de combustible 29().000 kgms.

Pompes de Rotterdam. — Ces machines, représentées ligure 346, ont été cons-
truites par les usines deFeymoord (Hollande). Ce sont des machines à triple expan-
sion dont chaque cylindre actionne une pompe horizontale à double effet.

1'.'.. 3^f>.

Les diamètres des cylindres sont 0'",40(), 0'",020 et 0*",î)20. La course com-
mune est de 0",900.

Deux volants de 3", 50 de diamèlre régularisent le mouvement. La distribution
est assurée par soupapes avec détente variable au régulateur pour le petit cylindre
seulement. Les cylindres sont munis d'enveloppes de vapeur. Le condenseur à sur-
faces a 45 mètres carrés ; la pompe à air est à double effet avec un diamètre de
0*",3iO et une course de 0",280.

Les pompes sont du type Girard à piston plongeur et à double effet; le plongeur
a 0",390 de diamètre et 0",900 de course ; les trois pompes ont un réservoir d'air

224

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

commun de l^jSO de diamètre et 8", 07 de long. Les clapets sont formés de
7 anneaux de bronze ayant des diamètres croissants par iOO millimètres de 0°*,220
à 0",8î20, et battant sur des sièges en fonte.

La vapeur est fournie par la chaudière à 12 kilogrammes; la vitesse est de
43 tours par minute, et, dans ces conditions, chaque machine refoule 26™^, 7 d'eau
sous 30 mètres de charge. La dépense de vapeur est de 6''»,635 par cheval-heure en eau
montée. Le rapport de la puissance en eau montée à la puissance indiquée (rende-
ment organique) est de 0,85.

Si on admet une vaporisation de 10 kilogrammes de vapeur par kilogramme de
charbon, on trouve une puissance de 407.000 kilogrammètres en eau montée par
kilogramme de charbon.

Pompes Audemar-Guyon. — Pompe Andemar-Guyon à 4 pistions et à coxwavt

FiG. 347 et 348.
continu, — Le but des constructeurs était de réunir les avantages des pompes rota-

POMPES A ACTION INDIRECTE 225

tives à ceux des pompes à mouvement alternatif : aux premières ils ont cherché à
emprunter le mouvement continu de Teau, sans changements de direction, sans
arrêts brusques, ce qui permet alors d'augmenter la vitesse sans inconvénients; aux
secondes, ils ont demandé Tétanchéité des garnitures, la facilité de construction, de
montage et d'entretien.

La pompe considérée n'a point de clapets s'opposant au mouvement libre et con-
tinu de l'eau, elle semble pouvoir marcher à des vitesses quelconques ; l'étanchéité
des pistons y est assurée ; mais il faut remarquer que les frottements des 4 pistons
sont une sérieuse augmentation des résistances passives et que, d'autre part, les
dimensions même des tuyaux d'aspiration et de refoulement limitent la vitesse delà
machine, si on ne veut avoir une accélération exagérée dans ces conduites entraî-
nant des frottements considérables.

Le type dont il s'agit ici se compose [fig, 347 et 348] de deux corps cylindriques
venus de fonte d'un seul jet, dont l'un communique directement et en son milieu
avec l'aspiration et dont l'autre se trouve dans les mêmes conditions par rapport au
refoulement. Les fonds sont bombés et permettent le libre passage de l'eau d'un
corps de pompe dans l'autre. Les pistons, qui sont de véritables soupapes à grilles,
sont fixés deux à deux sur une même tige disposée de façon que ceux qui se
meuvent dans le corps de pompe en relation avec l'aspiration s'ouvrent dans la
course du milieu vers les fonds, tandis que les autres s'ouvrent en revenant des
fonds vers le milieu.

Une bielle commandée par un arbre coudé mis en mouvement par une courroie
ou un moteur donne le mouvement à la crosse, à laquelle sont fixées les 2 tiges.
Le guidage des pistons est assuré par le glissement dans des guides-cylindres, fixés
par boulons au bâti dans le prolongement des tiges.

Supposons maintenant l'appareil en marche. Lorsque l'ensemble se déplace
vers la gauche, l'eau contenue en avant de 2, dont les clapets sont fermés, est refou-
lée au travers de ceux de 3, qui sont ouverts ; tandis que 4, dont les clapets sont
fermés, aspire au travers de ceux de 1, qui sont ouverts. Dans la marche en sens
inverse, le contraire se produit et on voit qu'il y a mouvement de l'eau d'une façon
continue de l'aspiration vers le refoulement. Si, à cela, on ajoute maintenant que
chaque corps de pompe porte un réservoir d'air vertical, on comprendra les causes
de la régularité du débit.

Deux pompes de ce type figuraient à l'Exposition de 1900 : la plus petite et la
plus grosse de la série.

En voici les principales dimensions :

Grosse pompe. Petite pompe.

Diamètre des pistons 300 millim. 105 millim.

Course ! 200 — 40 —

Diamètre desorificesd'asp. et de réf. 255 — 60 —

Volume engendré par tour 56'**,4 1"^37

Nombre de tours par minute. ... 55 135

Débit par heure ITO™^ io™3

Dimensions 2-,40xl-,06 0«»,70xO»,27

Poids 2400 kgs. 135 kgs.

LES FOMPE8. 1

226

POMPES A MOLVEMKiNT ALTEHNATIF

La hauteur moyenne d'élévation d'eau est d^envipon 25 mètres.

Pompe compound Audemar-Guyon. — La nouvelle pompe compound brevetée
par MM. Audemar-Guyon est caractérisée par Temploi de deux pistons de diamètres
tels que la surface de l'un est double de celle de l'autre, et aussi par l'emploi seu-
lement de 2 soupapes, au lieu de 4 qu'exigent d'ordinaire les pompes à double elTet
et à deux corps.

? — C

? — ^

Fn;. ;U9.

Les 2 pistons D' et D {fig, 349), munis de segments en fonte, sont d'une seule
pièce, et le manchon creux qui les unit livre passage à la tige sur laquelle ils sont
fixés, et dont le mouvement est provoqué par une bielle articulée à un arbre
coudé.

La boîte à clapets A, située à l'arrière du grand cylindre, contient les 2 clapets
B et C qui ferment l'un l'aspiration, l'autre le refoulement. Deux réservoirs d'air K et
L assurent la régularité du débit en môme temps qu'ils évitent les coups de bélier.
La pompe est commandée par courroie au moyen de la poulie-volant calée sur Tarbre
coudé.

La marche de l'eau est facile à suivre; lorsque les pistons se déplacent vers la
gauche, l'aspiration produite parle grand disque cause le soulèvement de C, et Teau

POMPES A ACTION INDIHECTE

contenue dans F cl G pénètre dans le corps de pompu ; cette rentrée est aidée par le
petit piston D', qui chasse Teau de F vers A. Pendant la course en sens inverse,
D' aspire dans la conduite F, tandis que, sur son autre face, il refoule avec D Peau
contenue en I et en A. Le presse-étoupe M empêche les pertes que le passage de la
tige pourrait produire, pertes qui sont d'autant plus faibles que dans Pespace H
règne seulement le vide très faible de Paspiration produite dans une course par D
et dans l'autre par D'. Les fuites, s'il y en a, ne peuvent donc avoir pour consé-
quence que des rentrées d'air, et non des pertes de liquide. Néanmoins il est
utile, au point de vue du rendement, de maintenir M étanche, car PeflFet de la
pression atmosphérique qui peut se produire par là diminuerait Paspiration.
Les deux pompes exposées ont les dimensions suivantes :

Diamètre du grand piston 104 millim.

Diamètre du petit

Course

Diamètre des orifices . . . .
Volume engendré par tour .
Nombre de tours maximum.
Débit à l'heure

L04 millim.

340 millim

73 —

240 —

iO —

210 —

30 —

170 —

0',34

19M0

150

2"» V,

66"»

La disposition des clapets peut changer suivant la dimension de la pompe et
les matières à pomper.

Par son étanchéité, cette pompe se recommande pour déplacer les liquides dont
on veut éviter la perte à cause de leur inflammabilité (pétrole) ou de leur prix élevé
(alcool).

Pompe Audemar-Guyon à deux pistons et à courant cojitinu, — Elle est fixée
sur un bâti analogue à celui de la pré-
cédente, et est également commandée par
courroie sur une poulie-volant [fig, 350).

Elle est munie de 2 pistons à clapets
à grille du système Baillet et Audcmar,
tournés Pun vers Pautre, et se déplaçant
dans un corps de pompe dont le milieu est
en communication directe et constante
avec Paspiration et dont les extrémités,
fermées au repos par des clapets, débou-
chent dans le refoulement. Nous avons
toujours, comme dans toutes les pompes
à mouvement alternatif, un réservoir d'air
sur l'arrivée et un sur la sortie de Peau.

Voici comment s'établit la continuité
du courant de Peau dans cette machine. Partons du point où sont les pistons sur
la figure schématique et supposons que la machine soit en marche depuis quelque
temps déjà.

Le mouvement vers la gauche produit la fermeture des clapets du piston de
gauche qui, pendant ce temps, aspire sur une de ses faces et refoule 'sur Pautre;
tandis que celui de droite, dont les clapets sont restés ouverts, laisse passer dans

FiG. 330.

228 POMPES A MOUVEMENT ALTEUNAÏIF

rextrémité droite du corps de pompe Teau aspirée par Tautre piston. Dans Tautre
marche, Pinverse se produit. Comme on le voit, Peau suit le chemin bien continu
montré par les flèches, et il ne se produit pas ces rebroussements ni ces changements
de sens qui sont toujours la cause de Pusure rapide des clapets et de Pirrégularité
du débit.

On voit qu en somme cette pompe, du même principe que celle à 4 pistons, en
diffère cependant par le remplacement de 2 pistons par 2 clapets. Ainsi on diminue
le nombre de tiges, celui de presse-étoupes, et, comme conséquence, on réduit les
frottements. On a ainsi une machine plus robuste, moins délicate à conduire et dont
le rendement doit être plutôt plus avantageux; le tout doit sacrifier la continuité du
débit.

Les proportions entre les différenles données de ces pompes varient avec la
hauteur du refoulement (20, 30 ou 40 mètres).

Comme dans la machine précédente, les soupapes peuvent être modifiées sui-
vant la nature des liquides à pomper. Deux de ces pompes ont été exposées à la
classe 21. Leurs principales caractéristiques sont :

Hauteur de refoulement 20 mètres 40 mètres

Diamètre des pistons 160 mm. 365 mm.

Course 40 175

Volume engendré par tour 1"^,61 36"\6

Diamètres des orifices 90 mm. 220 mm.

Nombre de tours maximum 150 65

Débit à Pheure 13'"3 130»3

Diamètre de la pèulie-volant 0'",700 2"»,100

Largeur — 70 mm. 350 mm.

Pompe Baillet et Gronier. — Le principe de cette pompe est identique à celui de
la pompe Audemar-Guyon; mais ce qui caractérise ce type, c'est, d'une part, Paccou-

plement de trois pompes Au-
p demar et, d'autre part, la com-

-^ mande par un plateau hélicoï-

11 -.fH^K^^^ ^"^b!^ Vi-\ ^^^ ^^^ transforme un mouve-

~^' ment circulaire continu en un

•^^^■^^« mouvement recliligne alterna-

\^/j^^Kf^^Ê^^KM ^^^P ^^^fll» ^^^ parallèlement à Paxe de

L* .^^E^^SrtiAl rotation.

~V T— ^^SB1II^B^^''^SIW ^®® figures 351 à 353

montrent la disposition des
trois pompes genre Audemar-
Guyon, renfermées dans une
'/i'Âi-i^K^- _-^^= bâche en fonte.

Les 6 cylindres, conju-
Fid. liiii. gués deux à deux, sont aux

sommets d'un hexagone régu-
lier, et, d'autre part, l'aspiration et le refoulement sont diamétralement oppo-
sés. Si maintenant on considère les 12 tronçons cylindriques, on voit que 3 d'entre

POMPES A ACTION INDIRECTE

229

eux (tels que 2) plongent directement dans la chambre d'aspiration, 3 autres (tels
que 3) plongent directement dans la chambre de refoulement, les 6 autres faisant
communiquer les deux chambres. Les 6 premiers sont montés en porte-à-faux sur
les cloisons extrêmes, les 6 derniers s'appuient sur deux cloisons consécutives. Les
cloisons sont venues de fonte avec le corps de pompe extérieur.

Refoulement

Aspiration

Fkî. 352.

Fio. 353.

La figure 351 donne une vue d'ensemble dé l'appareil. Il est à remarquer le dis-
positif grâce auquel le mouvement circulaire des poulies motrices P est transformé
en un mouvement de va-et-vient actionnant les trois tiges telles que T. L'arbre qui
porte les poulies porte aussi un plateau hélicoïdal H, dont le pas correspond à la
course même de la pompe; les trois tiges T portent des étriers fixes E, qui viennent
embrasser le plateau en 3 points équidistants ; elles parcourront donc successi-
vement le même chemin et feront par suite faire exactement le même travail aux
pompes qu'elles actionnent. Les divers organes parcourant des espaces égaux pen-
dant des temps égaux, l'eau prendra une vitesse uniforme et l'absence de coups
de bélier permet de se passer de réservoir d'air.

Dans ces conditions, la vitesse de la pompe et son débit peuvent être notable-
ment accrus ; c'est ainsi que le type à 6 cylindres de 60 millimètres de diamètre peut
débiter iO à 45 mètres cubes à l'heure, suivant que la poulie tourne à 150 ou 200 tours
à la minute.

Cet appareil est peu encombrant, facile à entretenir et peu coûteux; le faible
diamètre des pistons permet d'obtenir de fortes élévations. On peut l'employer au
transvasement des liquides, à fond de cale des navires, etc.

Pompe Decoudun à courant con-
tinu. — La pompe Decoudun est
caractérisée par l'emploi de 2 pis-
tons et l'absence de boîtes à clapets ;
elle se compose de 2 corps fixés aux
extrémités du bâti et ayant le même
axe. Les tiges de piston sont(/?^. 354,
355 et 356) réunies par un bloc qui
porte une rainure verticale dans la-
quelle peut glisser le manneton d'un

plateau-manivelle mû par courroie. „ «« «

; , ^ , Fio. 354 et 355.

Les deux corps sont en communica-
tion entre eux comme le montrent les figures, et Tun d'eux communique avec Taspi-

230

POMPES A MOUVEiMRNT ALTEHNATIF

ration, tandis que Taulre porte le réservoir d'air à la base duquel est branché le

refoulement.

Les pistons portent des cla-
pets sur leurs faces les plus voi-
sines des presse-étoupes. Pen-
dant la course de gauche à
droite, le piston A, dont les cla-
pets sont fermés, aspire une cer-
taine quantité d'eau derrière lui,
pendant qu'il refoule sur son
autre face au travers de D, dont
les clapets C sont ouverts. Pen-
dant la marche en sens inverse,
D refoule l'eau qu'il a devant
lui et aspire au travers de A,
dont les clapets B sont ouverts.

La marche de l'eau est donc
bien continue. Voici les dimen-
sions principales des deux types
exposés pouvant servir à l'éléva-
tion de liquides quelconques.

- -L^— -;^-^ : -^ ^r^^^^'

Fio. 356.

acides ou non — épais ou clairs — froids ou chauds :

Diamètre des pistons 85millim. 140 millim.

Course 80 — 400 —

Diamètre des tuyaux aspiration et

refoulement 40 — 80 —

Diamètre de la poulie de commande . 300 — 600 —

Largeur 70 — 110 —

Nombre de tours 125 110

Débit à l'heure 4.500 litres 14.500 litres

Rncombrement 0",80/0»,53 1"',463/1»»,10

Pompe circulaire à & corps, système Dumontant. — La pompe circulaire à
6 corps, exposée en 1900 par la maison Dumontant, était analogue à celle à 7 corps
qu'elle a fournie pour l'élévation des eaux du ruisseau le Magnan à la crête du
Mont-Chauve, et dont la description très complète a été donnée dans le volume XXXI
de la publication industrielle d'Armengaud aîné.

La construction des deux forts situés aux environs de Nice, sur les monts dénu-
dés de Tourette et d'Aspremont, ayant l'un 783 mètres et l'autre 854 mètres d'alti-
tude, a nécessité l'emploi de pompes élévaloires pouvant refouler, à une grande
hauteur, l'eau nécessaire à l'alimentation des ouvriers, des chevaux, de la machine à
vapeur, etc.

Les chances nombreuses d'avoir de très forts coups de bélier dans les conduits
en employant une pompe à double effet ordinaire (même en les mupissant de
réservoirs d'air) ont poussé à l'emploi de ce système particulier, dans lequel la

POMPES A ACTION INf)IHE(:TK

231

Fio. 357. — Pompe Dumontant. Instullation du Mafprian. — Coupe longitudinnlo.

Fio. 358. — Plan.

232

POMPES A liOrVRMENT ALTERNATIF

multiplicité des effets et lear croisement assurent une remarquable régularité da
débit.

La pompe ifig. 357 et 358; se compose d*une cuve circulaire en fonte constituant
le bâti P, au centre duquel tourne larbre A, vertical à manivelle, qui la commande
( flg. 359). Sur ce bâti P, sont boulonnées les glissières P' des 7 pompes aspirantes
et foulantes à simple effet, disposées suivant les rayons du bâti circulaire. La seule
particularité de ces pompes, c'est que les clapets coniques d*aspiration et de refou-
lement sont munis de longues tiges qui assurent leur guidage. Ils sont contenus
dans des boites en bronze venues de fonte avec les corps de pompe dans lesquels
se meuvent les plongeurs attachés au plateau de commande p' par les bielles B'.

Fi(i. 3o9. — Coupe transversale.

Afin de diminuer Teffort de cisaillement qui s'exerce, surtout pendant le refou-
lement, sur les tourillons réunissant les bielles au plateau, on tourne cylindriques
les deux têtes de chacune de ces bielles B', et elles sont ajustées dans des demi-cous-
sinets en bronze kl^ placés les uns sur le plateau p\ les autres dans les crosses des
plongeurs. De cette façon, Teffort assez considérable nécessaire au refoulement est
transmis directement par les bielles.

La régularité du mouvement donné par Tarbre coudé vertical A au plateau de
commande p' est assurée par la liaison rigide à emmanchement par clavette d'une
des bielles indiquée en B sur les figures 357 à 361. Elle naurait pas existé si les
sept bielles B' eussent été toutes articulées sur le plateau p\

L'eau n'est pas aspirée par cette pompe, elle est fournie, en charge, par un

POMPES A ACTION INDIRECTE

233

réservoir R^, où elle est envoyée au moyen d'une pompe verticale commandée par la
même machine à vapeur. De plus, on évite ainsi Tengorgement des organes de
Tappareil principal par les matières étrangères contenues dans Teau; en efTet, Teau,
dans son passage dans le réservoir R*, y peut déposer ses impuretés.

De là, Teau passe facilement dans le collecteur d'aspiration de la pompe princi-
pale, qui est circulaire, comme d'ailleurs celui de refoulement. Un robinet T peut
établir la communication entre les deux. Ce dispositif permet de faciliter la mise en
marche, car, le moteur attaquant directement la pompe, le départ serait par trop
difficile si, pendant quelques tours, l'effort résistant n'était pas diminué par ce retour
d'eau. Lorsque la machine est lancée, on ferme petit à petit ce robinet T, après avoir
préalablement ouvert celui S placé sur le refoulement.

Le robinet S est une sorte de soupape d'arrêt, dont on peut faire varier la
course au moyen d'une vis jusqu'à l'annuler et obtenir ainsi la fermeture ; lorsqu'il
est ouvert, il peut se refermer de lui-même, et empêcher ainsi la pompe de ressentir
les chocs qui pourraient naître dans la colonne de refoulement. C'est, en somme, un
véritable clapet de refoulement à levée réglable.

FiG. 360 et 301. — Détail d'une pompe Dnmontant.

Le moteur ne présente rien de particulier; il consiste simplement en une
machine horizontale à haute pression, à détente et à condensation. L'arbre de
couche porte un pignon d'angle C [fig, 359) qui engrène avec une roue C, caléy
sur l'arbre vertical* à manivelle A.

234 POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Les caractéristiques de rinstallation du Magnan étaient les suivantes :

Nombre de corps de pompes 7

Diamètre des plongeurs 50 millimètres

Course des plongeurs 100 —

Épaisseur du corps 15 —

Volume d'eau refoulée par coup de piston . . . 0"',196

— par tour 1 ,232

Diamètre des sièges des soupapes 25 millimètres

Levée des soupapes 12 —

Section de passage 942'"'"*

Vitesse d'écoulement 0'",187

Diamètre du bouton de manivelle de commande. 100 millimètres

Débitdelapompedemiseenchargeparseconde. 0"*,686 à 1"*,372

Hauteur totale de refoulement 513 millimètres

Débit à l'heure (aux essais) 2.309 litres

Rendement de la pompe 0"S94

La pompe exposée a subi de légères modifications; le bÂti ne possède pas de
glissières qui, en somme, font double emploi avec la bielle directrice clavetée sur le
plateau p'; le rendement s'en trouve amélioré, puisqu'il s'ensuit une diminution des
frottements ; de plus, elle n'a que 6 corps au lieu de 7, et ils sont en fonte avec gar-
niture en bronze; enfin les plongeurs sont creux et articulés directement avec les
bielles ; ses dimensions principales sont les suivantes :

Diamètre des pistons KM) millimètres

Course des pistons liO —

Nombre de tours 56

Volume théorique résultant 17"^, 171 à l'heure

Volume réel élevé 16"'^

Elle a été éprouvée à une pression de 50 kilogrammes, quoique ayant été calculée
pour travailler à 40, c'est-à-dire pour refouler à 400 mètres.

Il est évident que la commande de ces pompes peut s'obtenir d'une façon quel-
conque; ainsi celle qui fonctionnait à l'Exposition était mise en marche par une
dynamo. Dans une installation faite pour la Compagnie générale des Eaux de France,
la pompe est commandée directement par une turbine au-dessus de laquelle elle est
installée (fig. 362 et 363).

Pompe Dumontant à grande vitesse et à clapets équilibrés. — Le coût d'une
pompe circulaire comme celle que nous venons de décrire étant assez élevé, son
emploi se limite nécessairement aux très grandes hauteurs de refoulement, car les
autres se peuvent obtenir au moyen d'appareils plus simples et moins coûteux.
M. Dumontant a cherché un appareil remplissant ces conditions, donnant un débit
uniforme, et fonctionnant sans chocs malgré une grande vitesse de marche; il a créé
la pompe à grande vitesse, à double effet et à clapets équilibrés, dont deux modèles
figuraient à l'Exposition. Ces pompes marchent à 80 et même 150 tours par minute.
En voici la description :

POMPES A ACTION INDIKECTE

235

La pompe se compose [fig, 364 et 365) d'une capacité en fonte d'une forme à
peu près cubique et partagée dans le sens de la longueur de manière à fournir
trois compartiments, dont Tun est en communication avec l'aspiration, l'autre avec

Coupe suivant AB

Fi«i. 3(;2 ot 363. — Pompo Ihtmontanl actionnée par une turbine.

le refoulement, et celui du milieu fait office de corps de pompe en bronzo ot
rapporté.

Les clapets d'aspiration, au nombre de deux, comme ceux de refoulement, sont
disposés sur les cloisons de séparation, et ont ainsi leurs sièges dans un plan ver-

236

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

tical. Des évidemenls obturés par des glaces permettent d'en surveiller le fonction-
nement.

Le piston est également en bronze et n'a pas de garnitures, sa tige est fixée à
un coulisseau mis en mouvement par une bielle commandée par un arbre coudé. La
suppression des garnitures résulte d'essais faits par la maison en présence de
M. Guibal, ingénieur en chef des Ponts et Chaussées. On avait enlevé le fond arrière
d'une pompe marchant à 60 tours, et débitant 10 litres par coup de piston; l'eau
recueillie sur la face arrière du piston n'atteignait pas 10 grammes par course.
Dans le cas de la figure, l'arbre coudé porte un volant, une poulie fixe et une
poulie folle. Cette dernière est supprimée lorsqu'on se sert d'une dynamo pour la
conduite.

Coupe

J^tm/naJt

Plan

Kio. 364 et 365.

La caractéristique de cette machine réside dans la forme et la disposition qu'il a
fallu donner aux clapets pour pouvoir réaliser une aussi grande vitesse. Los
figures 366 à 370 en donnent les détails. On a adopté, pour maintenir les clapets
sur leurs sièges, des ressorts en spirale, d'abord parce qu'ils évitent une trop grande
longueur de ressorts, ensuite parce qu'ils sont réglables au moyen d'un rochet monté
sur une broche.

Le but poursuivi dans l'établissement de ces ressorts est le suivant: ils doivent
n'exercer qu'un très faible effort sur la position de repos, et au contraire charger la
position d'ouverture maxima d'un poids précisément égal à la pression d'eau agis-
sant dans l'autre sens. On aura ainsi un clapet s'ouvrant progressivement au fur et
à mesure que la vitesse de l'eau augmente, et s'abaissant avec une progressivité
analogue : c'est évidemment le fonctionnement-type.

POMPES A ACTION INDIRECTE

237

M. Dumontant, pour rétablissement de ses ressorts, a fait divers calculs théo-
riques; mais c'est, en pratique, au moyen d'expériences directes qu'il fixe pour
chaque type de pompe les dimensions des ressorts et leur longueur d'enroulement
en spirales.

Couper
de Ja dudapetetde

portière son siège

Vue de face

Coupe du clapet et de son
siège

Vue de face

Fin. 3t)6, 307, 368, 369 et 310.

Les pompes n'ont pas de réservoirs d'air, ou du moins ne semblent pas en avoir ;
mais il faut remarquer que les clapets d'aspiration et de refoulement sont placés à la
partie inférieure des compartiments latéraux, et que, de la sorte, ceux-ci fonc-
tionnent tant à l'aspiration qu'au refoulement, comme de véritables réservoirs
d'air.

Voici les caractéristiques des deux pompes exposées :

La petite. La grande.

Diamètre du piston 0'°,090 0"',125

Course du piston 0 ,100 0 ,200

Vitesse de régime (par minute). . . i50 tours 80 tours

Volume théorique engendré à l'heure. 11.7301itres 24.900 litres

Volume réel refoulé à l'heure. . . . 10.020 — 22.400 —

Rendement 85 p. 0/0 90 p. 0/0

Hauteur de refoulenienl 50 mètres 50 mètres

238

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Pompe horizontale de
Bascoup. — Cette pompe
fait partie de Tinstallation
faite par M. Fouquemberg,
constructeur à Wasmes,
pour Tépuisement du puits
Sainte-Catherine au char-
bonnage de Bascoup.

L'agrandissement dé
ce puits, en nécessitant
l'emploi de nouvelles
pompes, exigeait aussi l'aug-
mentation des appareils
producteurs de vapeur ;
aussi la Compagnie des
Mines avait décidé de sup-
primer ceux qui se trou-
vaient dans la galerie où on
u monté les pompes Fou-
quemberg et de les rem-
placer par d*autres plus im-
portants à la surface.

L'adjudicataire a donc
dû construire le tout, sui-
vant l'emplacement, très
long il est vrai, mais de
section circulaire assez res-
treinte.

La macliine est hori-
zontale, monocylindrique, à
détente Mcyer et à conden-
sation. La tige de piston
attaque directement les
pompes à la tige desquelles
est attelée celle du conden-
seur [fig, 372).

Les pompes, du type
Girard, se composent d'un
seul plongeur très long, se
mouvant dans deux corps
de forme ovoïde et séparés.

L'ensemble constitue
une pompe à double effet.
Un petit réservoir d'air est
placé sur chaque clapet de
refoulement.

POMPKS A ACTION INDIRECTK 239

L'eau est aspirée dans un puisard ou burquin ; elle traverse le condenseur à
mélange, puis les pompes, et passe ensuite dans la conduite de refoulement, sur
laquelle se trouve raccordé par un branchement vertical un réservoir d'air consti-
tué par un cylindre horizontal en fonte fretté.

La conduite de refoulement est munie de boîtes de dilatation qui, outre l'avan-
tage qu'elles ont de compenser l'allongement dû à la chaleur, facilitent énormément
le démontage dans le cas de réparations aux joints.

Voici quelques chiffres extraits de la Revue universelle des Mines^ qui donneront
une idée plus précise de cette installation :

Diamètre du cylindre à vapeur. \ , . , 0*",(>7()

Course du piston 0 ,650

Nombre de tours par minute 45 à 50

Débit théorique par tour 26"',i6

Diamètre du plongeur 0",175

Hauteur d'élévation 360"

Diamètre du refoulement 0",147

Travail indiqué en chevaux 109

Eau refoulée effectivement par tour 24"*,80

Degré de vide au condenseur 0**'",78

Diamètre du piston de la pompe à air. , . . . . 0"*,320

G. — POMPES A GRANDE VITESSE

Pour répondre aux besoins de l'industrie actuelle, les constructeurs ont été
amenés à créer des machines motrices à marche rapide, peu encombrantes et peu
coûteuses. Mais, tandis que la vitesse des machines à vapeur était accrue, qu'on per-
fectionnait de nombreux modèles de moteurs rapides : moteurs à gaz, moteurs à
pétrole, etc., les pompes à piston sont longtemps restées des machines lentes, tour-
nant à environ 70 tours par minute, avec des vitesses linéaires de piston inférieures
à 1 mètre. Il en est résulté que les moteurs rapides restaient sans emploi pour la
commande des pompes, alors que, dans un grand nombre de cas, ils étaient tout indi-»
qués, spécialement lorsque la place pour les installations était limitée.

En particulier, ce manque de pompes rapides restreignait l'emploi si avanta-
geux des moteurs électriques à vitesse normale. Ces derniers s'appliquent bien, il est
vrai, à la commande des pompes rotatives et centrifuges; mais la puissance de
refoulement et le rendement de ces pompes sont trop limités et souvent insuf-
fisants.

La solution du problème de l'augmentation de vitesse des pompes à mouvement
alternatif, en vue de leur accouplement direct avec les moteurs rapides, a donné lieu
à de laborieuses recherches qui conduisirent, il est vrai, à des perfectionnements
indiscutables. C'est ainsi que les pompes à soupape, commandées comme des tiroirs
de machines à vapeur, permirent d'atteindre des vitesses de 100 tours par minute.
Mais la complication de la commande des soupapes et leur difBcultc d'accès dimi-
nuaient d*une façon très sensible la valeur du résultat obtenu.

240

POMPES A MOLIVEMENT ALTEUVATIF

On a donc été amené à créer des pompes dont toutes les parties et spécialement
les soupapes et clapets ont été étudiés en vue de la marche à grande vitesse.

Pompe électrique à trois corps Pinette. — La pompe électrique à trois corps
{fig, 375) exposée en 1900 par la maison Pinette, de Chalon-sur-Saône, est destinée à
Tépuisement des mines. Elle est commandée par un alternateur à courant triphasé
(Société Alsacienne) qui donne le mouvement à l'arbre coudé par l'intermédiaire
d'un train d'engrenages. Dans le but d'éviter le bruit et de rendre faciles les répara-
tions, on a adopté pour la roue engrenant avec le pignon la denture en bois. Les
corps de pompe sont ovoïdes et en fonte, les plongeurs sont en bronze. Malgré la
régularité obtenue par le calage à 1^0** des trois bielles de commande, on adjoint un

FiG. 375.

réservoir d'air sur le collecteur de refoulement. Un tube de niveau et des robinets de
jauge permettent de juger la quantité d'air qu'il contient; celle-ci est maintenue sen-
siblement constante au moyen d'un compresseur placé sur le coté d'un corps de
pompe, et dont le débit peut être réglé au moyen d'un robinet à pointeau.

POMPES A ACTION INDIRECTE

241

Voici quelques chiffres relatifs à cette machine, dont deux exemplaires ont été
installés aux mines de la Grand'Combe (Q^rd) :

Nombre de tours de Tarbre coudé 80 à 90

Diamètre des plongeurs 175 millimètres

Course 350 —

Débit (à rheure) iOO mètres cubes

Hauteur de refoulement 300 mètres

Nombre de dents de la roue calée sur l'arbre coudé. 144
Nombre de dents du pignon calé sur Tarbre du

moteur 24

Les joints sur les corps de pompe sont efTectués au moyen de cuirs emboutis.

Pompe électrique d'épuisement des mines d'Anzin. — L'installation que nous
allons décrire a été faite à la fosse Lambrecht des mines d'Anzin, après que le choix
du type à employer eut été longuement et soigneusement discuté.

De cette étude, de cette discussion, il est ressorti que la pompe à commande
éleclrique,|bien que donnant un rendement (on a obtenu 50; 2 0/0) inférieur à celui
de pompes à vapeur, était préférable à celles-ci dans le cas spécial à considérer. En
effet, lencombrement du puits
rendait impossible Tadoption
d'une pompe à maîtresse-tige et,
d'autre part, Temploi d'une pompe
à vapeur souterraine offrait le
grave inconvénient d'entraîner
l'installation de conduites de va- |y ^
peur longues et coûteuses, dans
lesquelles se produisent nécessai-
rement de fortes condensations
qui diminuent dès lors considéra-
blement le rendement. Cette der-
nière solution avait d'autres in-
convénients encore : la pompe
nécessitait un assez grand em- m ^2o[
placement au fond ; de plus, il
était difficile de la déplacer pour
suivre l'approfondissement des
travaux; enfin, on échauffait les
régions traversées par la canali-
sation, et l'échappement à Fair
libre était assez difficile à orga- Fio. 376.

niser.

Aussi on se décida pour une pompe électrique souterraine, et on installa à la
surface une machine à vapeur monocylindrique à délente et à condensation, munie
d'un régulateur Cosinus produisant l'étranglement de la conduite de prise de vapeur
lors des augmentations de vitesse (/?(/. 376).

■d

i-.

koo

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|...
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YétSfênu

^fesenooir des cÂoucliènes^

LES POMPES.

242 POMPES A MOIIVKMENT ALTERNATIF

Les dynamos employées sont multipolaires et à courant continu; leur vitesse

Fio. 377.

assez

faible présente deux avantages sérieux : pouvoir : i° attaquer la génératrice

cso'jf.c'wPi KrfTird,

_.y'., yy ffru^rj" r-.-r L^

Fio. 378.

directement par la machine à vapeur; ^o attaquer la pompe directement par la récep-

nuer les pertes dues au transport
de force, on a employé un cou-
rant à fort voltage et à faible in-
tensité qui, par suite, ne nécessite
pas d'énormes conducteurs.

Les machines (génératrice et
motrice) sont du type Gramme à
4 pôles, munies de balais en
charbon produisant moins d'étin-
celles que ceux en cuivre, condition très importante pour une machine placée au fond,
surtout dans une mine grisouteuse. Toutes les deux sont exc.tees en compound.

Fio. 379.

POMPRS A ACTION INDIRECTE

La pompe employée [fig. 377 et 378) est à trois plongeurs, la régularité
marche est suffisamment assurée par le
mode d'excitation pour que les coups de
bélier soient rares et très faibles.

Elle est liée à la dynamo par un accou-
plement HafTard [fi g. 379), qui se compose,
comme on sait, de deux plateaux portant
chacun sept goujons en acier, recouverts
d'un petit manchon en antifriction dit « cos-
sette »; chacun des goujons d'un plateau
est réuni à celui de l'autre qui en est le plus
voisin par une bague en caoutchouc : on
obtient ainsi un accouplement très si^r, oî
présentant une certaine élasticité sans être
encombrant.

Le pignon en acier sur lequel est calé
un des plateaux de l'accouplement com-
mande une roue en fonte portant 168 dents x -"?'

en bois ; c'est elle qui, fixée à l'extrémité de
l'arbre à 3 coudes, donne le mouvement à la
pompe. Cette dernière a son bâti en deux
pièces, ce qui permet de la transporter faci-
lement.

243
de la

Installation du fond
Niveuu de â60.

Machin* a vipeur
CotwtmcieorlMbm

Spai^s Dt bou

Fio 381.

244

POMPES A MOUVEMENT ALTEHNATIF

Les clapets d'aspiration et de refoulement en bronze sont rappelés sur leur siège

par des ressorts en acier [fig, 380) ; leur levée est réglée par des vis qu'on peut

manœuvrer de Textérieur. Le refoulement est en tube d'acier; il est muni à sa partie

inférieure d'une soupape de sûreté à contrepoids et d'un robinet de vidange; sur ce

refoulement, est installé un réservoir d'air portant trois robinets

de jauge, qui permettent de constater la quantité d'eau et d'air

qu'il renferme.

Le tableau de distribution [fig. 381 et 382) est muni d'un in-
terrupteur qui coupe le courant lorsque la résistance s'accroît. La
poignée du commutateur {fig, 382) est pour cela soumise à un
ressort qui tend constamment à couper le courant; mais elle est
retenue d'un autre côté par un crochet situé à une des extrémités
d'un levier dont l'autre est terminée par une pièce de fer doux
attirée par unélectro. Sitôt que la résistance augmente, Pintensité
diminue, l'attraction cesse, et, le commutateur étant ramené au
repos, le courant ne passe plus; néanmoins l'excitation continue.
Cette mise hors circuit de la réceptrice peut être opérée au-
trement, lorsque le niveau baisse dans le puisard, et tend à de-
venir plus bas que la crépine. La détente du flotteur fait soulever
le crochet du levier dont nous venons de parler, et fait ainsi fonc-
tionner le dispositif.
Comme lo condenseur de la machine horizontale du jour est alimenté par la
pompe du fond, il est indispensable que le mécanicien de l'installation du jour soit
informé de l'arrêt de la pompe pour immédiatement arrêter sa machine motrice, sans
quoi son condenseur chaufferait. Cet avertissement se fait automatiquement au moyen
d'une sonnerie qui fonctionne par un flotteur, quand l'eau manque dans la fosse du
condenseur.

Knfln, un dernier dispositif intéressant est celui qui empêche de mettre la
réceptrice en circuit avant qu'elle ne soit excitée. Pour cela, on a branché sur celte
réceptrice une bobine à flls fins qui attire un petit verrou lorsque le courant excita-
teur passe. Ce verrou permet ou non la manœuvre du commutateur suivant que Pexci-
tation est produite ou ne l'est pas.

Donnons maintenant q^uelques chiffres relatifs à cette installation :

Fn;. 3Si>.

Hauteur du refoulement 360 mètres

DébitàPheure 25 mètres cubes

Diamètre du cylindre de la marche à vapeur 500 millimètres

Course du piston 800 —

Force 400 chevaux

Nombre de tours 75

Nombre de tours de la dynamo génératrice 500

Intensité du courant produit 125 ampères

Force électromotrice 500 volts

Nombre de pôles 4

Dimension des câbles conducteurs (section) 75 millimètres carrés

Nombre de fils de 2"",24 de diamètre qui les composent. 19

POMPES A ACTION INDIRECTE 245

Poids d'un mètre de câble armé . 3*«,800

Diamètre extérieur 35 millimètres

Nombre de tours de la réceptrice 400

Encombrement en surface i™,0D X 3", 75

— en hauteur 1",85

Diamètre des corps de pompe 11 0 millimètres

Course 250 —

Nombre de tours 68

Pression d'essai par centimètre carré 110 kilog.

Pompe à commande électrique 6anz et G'^ — La pompe Ganz [fig. 383 et 384)
est à trois corps ; elle est montée sur un bâti rectangulaire qui porte une petite

Fig. 383 et 384.

extension sur laquelle est fixé l'alternateur à courant triphasé qui fournit le mou-
vement.

Sur Tarbre de ce dernier, est calé un pignon en cuir qui actionne une roue den-
tée en fonte calée sur un intermédiaire de réduction de vitesse. Le pignon solidaire

246 POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

de Textrémité de cel arbre engrène avec la roue calée sur Tarbre de la pompe à
trois coudes à 120*. Les trois bielles actionnent directement les plongeurs en fonte
fonctionnant dans des corps également en fonte, mais garnis d'une cheminée en
bronze.

Les clapets ne présentent rien de bien particulier, sinon leur grande surface et,
comme conséquence, leur faible levée : on supprime ainsi les chocs bruyants et nui-
sibles tant au bon fonctionnement des organes qu'à leur longue durée.

L'aspiration débouche dans le bâti même, qui est aménagé à cet effet, et rend
ainsi l'appareil moins encombrant.

Comme dans toutes les pompes à trois corps, le mouvement de Teau est très
régulier; malgré cela, trois petits réservoirs d'air ont été placés sur les refoule-
ments, pour assurer une marche exempte de coups de béliers.

Les boites à clapets sont munies de regards très accessibles et facilement
démontables, qui facilitent la visite et le remplacement des organes intérieurs.

Enfin, ajoutons que le soin apporté dans la taille des engrenages rend le fonc-
tionnement absolument silencieux.

Voici les principales caractéristiques du modèle exposé :

Débit de la pompe par minute 1.000 litres

Diamètre des corps de pompe 175 millimètres

Course des plongeurs 220 —

Nombre de tours 72

Puissance du moteur électrique 12 chevaux

Nombre de tours 800

Afin de faciliter le démarrage, chaque boîte à clapets est munie d'un tuyau en
cuivre, qui permet de faire communiquer l'aspiration avec le refoulement.

Enfin, le moteur électrique est renfermé dans un bâti formé qui le met à l'abri
des poussières et de l'eau. Ceci est surtout important lorsque la pompe est employée
pour l'épuisement d'une mine, usage en vue duquel elle a surtout été étudiée. Sa
commande électrique et la facilité de son démontage en font en effet une machine
pratique dans une exploitation souterraine.

Pompe à coarant continu Jandin. — M. H. Jandin, ingénieur-constructeur à
Lyon, a exposé en 1900 quelques types de ses pompes à courant continu, notamment
une pompe débitant 220 litres par seconde et tournant à 110 tours par minute, dont
le débit a été poussé aux essais à 240 litres et 120 tours.

Le but poursuivi par l'inventeur est la régularisation du débit instantané avec,
pour conséquence, la possibilité d'avoir des vitesses très grandes, sans variations
des pressions instantanées.

La pompe Jandin [fig, 385) est à deux pistons à double effet, conduits par mani-
velles calées à 120° sur un même arbre ; elle comporte six soupapes ou groupes de
soupapes, communes aux deux corps; elle peut être disposée horizontalement ou
verticalement.

Dans sa disposition ordinaire, Teau traverse sans changement de direction les
corps de pompe, qui servent eux-mêmes de boites à soupapes, et sont munis, ainsi

POMPES A ACTION INDIRECTE

247

que les collecteurs d'aspiration et de refoulement, de tampons de visite permettant
la pose des soupapes.

Les pistons sont en général des plongeurs creux, à formes effilées, dont le poids
dans leau est partiellement ou totalement équi-
libré par leur déplacement.

Une garniture amovible brevetée, placée
au milieu de chaque corps qu'elle divise en
deux, sert de guidage au piston et présente
un dispositif spécial qui supprime le serrage
du piston et assure Tétanchéité aux plus fortes
pressions.

Cette garniture est maintenue en place par
des tirants ou vis de pression traversant les
fonds arrière ; une visite annuelle suffit pour
l'entretien.

Les collecteurs d'aspiration et de refoule-
ment A et R se raccordent aux corps de pompe, et forment avec eux les boîtes à
soupapes; ils portent les réservoirs d'air d'aspiration et de refoulement, et les tubu-
lures d'entrée et de sortie d'eau.

Les soupapes, à levée horizontale dans le type que nous décrivons, sont mul-
tiples et légères, et d'une construction permettant
les plus grandes vitesses de marche ; pour les
basses pressions, elles sont en caoutchouc sur
sièges bronze ; pour les fortes pressions, elles
sont en bronze, annulaires, avec ou sans garni-
ture de cuir encastré, suivant Femploi, et munies
de ressorts coniques en laiton à pression réglable
avec boîtes de garde formant butoirs ; les sou-
papes et leurs sièges sont amovibles et d'un rem-
placement facile pour l'entretien.

Des purgeurs à soupape placés sur les corps
de pompe alimentent le réservoir d'air de refou-
lement.

Fonctionnement de la pompe Jandin. — Con-
sidérons sur la figure 386 la position des mani-
velles des pistons P, et Pg, et marquons par les
rayons 0, 1, !2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, les
diverses positions qu'elles occuperont à chaque
douzième de tour. Pendant cette fraction de la
course, chaque piston engendrera un volume qui
sera proportionnel au champ parcouru, c'est-à-
dire (si on ne tient pas compte de l'obliquité des
bielles) proportionnel aux portions a, 6, c..., qui sont les projections sur un diamètre
des chemins décrits par les boulons de manivelle. Remarciuons en passant que :

386, 387 et 388.

R sin 30° = -

248

et comme

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

a -{- b ■^c=R, ona a-\'b = —-

Supposons la pompe amorcée, et examinons ce qui va se produire, si, Tune des
manivelles P^ étant sur le rayon 0 et Pa étant sur 8, on tourne d'un douzième dans le
sens 0, 1, 2, 3... P^ va aspirer de A en K,, ... par la soupape C^ {fig. 385), un volume
proportionnel à a (nous dirons a, b, c, ... afin de ne pas répéter constamment :
proportionnel à), tandis qu'il va refouler le même volume de K'^ en K'j par la sou-
pape C'a-

Pj va refouler le volume c de Kj en R, par C3, et aspirer le même volume de K',
vers K'2 par C'a» qui est déjà ouvert pour refouler a < c. Le vide produit en K'j,
étant plus grand que la quantité refoulée de K' vers K'j, va déterminer Touverture
de C\ pour aspirer la différence.

c — a =^b.

De sorte qu'en définitive on aura aspiré :

en C^ le volume a,

en C'^ le volume b ;

et refoulé en C3 le volume c =: a -^ b.

L'examen d'une deuxième phase
conduirait au même résultat total :

Aspiration de b par C^,
— de a par C'4 ;
Refoulement de c par C3, et ainsi
de suite.

IjO tableau ci-contre [fig. 389)
donne le détail des opérations par dou-
zièmes de tour.

Ces constatations font apparaître
les suivantes :

1® Il y a toujours 4 clapets d'ou-
verts à la fois ;

2® Chacun d'eux reste ouvert 8/12
détour;

3° Chacun d'eux s'ouvre une fois
par tour ;

4' Le débit par tour = i2cS = Q,
S étant la section d'un corps de
pompe.

Mais, comme c = — ?
4

c étant la course d'un piston et valant 2R, on a, pour le débit par tour :

Q = SCS = 6RS.

'ïf

^9^

SiiXit

Fio. 389.

POMPES A ACTION INDIRECTE

249

Les figures 387 et 388 montrent les courbes d'ouverture des clapets. Ainsi,
sur la figure 387, qui est le diagramme du clapet C, on voit qu'au point G il est
fermé, puis il s'ouvre pendant le parcours G, 1, 2; à ce moment, il conserve sa posi-
tion d'ouverture maxima jusqu'à ce que la manivelle P^ soit au point 6. A partir
de ce moment, il commence à se fermer, et il ne Test définitivement qu'en 8.

Dans les pompes ordinaires, il n'en est pas ainsi ; les clapets s'ouvrent deux fois
par course, et leur levée comme leur fermeture s'effectue d'une façon progressive
pendant chaque demi-course. La conséquence de cette particularité, c'est que le
débit est nul à chaque extrémité de course du piston et maximum en son milieu.

Le coefficient de régularisation, dans une pompe, étant le rapport des débits
instantanés minimum et maximum, on remarquera, en examinant les diagrammes
(fig. 39G et 391), que ce coefficient atteint dans les pompes Jandin une valeur assez
rapprochée de l'unité.

Le débit instantané, pour un seul corps, est égal au produit de la vitesse instan-
tanée par la section; donc, dans le cas qui nous occupe, nous devrions avoir à ajouter
la vitesse de chacun des pistons et à faire le produit par la section ; mais reportons-
nous au fonctionnement. On voit que, lorsque l'un des boutons de manivelle parcourt
Tare de 2 à 4 ou son symétrique 8 à IG, le piston correspondant engendre, par moi-
tié de course, un volume c qui est le volume débité; l'autre piston, pendant ce temps.

Fio. .390 et 391.

Débits ou travaux instantanés pour 1/2 tour
f Courbe du débit CB,

Pompe Jandin.

Pompes

I Régularisation — ^— ^ = 0,8
/ Courbe du débit APD.

ordinaires. | Régularisation ^Jr^ = '«^ro-

cos 90**
ros 0"

Débits instantanés des soupapes
i Courbe du débit i4fiC.

Pompe Jandin.

Pompes
ordinaires.

Durée d'ouverture -— détour.
Courbe du débit APD.

Durée d*ouverture -rz de tour.

a, par conséquent, un effet nul ; il n'y a donc pas, pendant cette période, à faire entrer
sa vitesse en ligne de compte. Or, de 2 à 4 ou de 8 à IG, la vitesse linéaire, ou vitesse
tangentielle projetée, varie en valeur absolue de V cos 30° à V cos 3G'* en passant par
V cos G®, en appelant V la vitesse de rotation. On voit donc que le coefficient de régu-
larisation pendant cette période est :

cos 30^ _ cos 3G^
cosG° "" i '

De même, lorsqu'un des boutons de manivelle décrit Tare G à 2, Tautre décrit 4, 6 ;
leur travail s'ajoute pour produire le débit c ; il y a donc lieu de comparer la vitesse

250 POMPES A MOUVEMENT ALTEILXATIF

correspondante de chaque pistou, qui varie pour Tun de 0 à cos30<» et pour l'autre de
cos 30** à 0. On a donc au point 0, pour Pa,

Et au point 4, pour Pj :
Quand P^ est en 5, on a

Et pour P2 en 1 :

V, = V cos 180° = 0.
Vj = V cos 30^

V, :z^Vcos60« = iv.

V2=Veos60<>=:J V-

f.e total varie donc, comme dans le cas précédent, entre V et V cos 30®.
Et on peut encore dire que le coedicient de régularisation est :

La courbe {fig. 390) est construite d'après ces données, et de manière que la
surface ABCD soit égale au rectangle AD X h^h étant Tordonnée correspondant au
débit moyen. — La courbe APD est celle composée dans les mêmes conditions pour
une pompe ordinaire à double effet, de même débit.

On voit maintenant quelles conséquences on peut tirer de ce résultat. D'abord,
la régularité du mouvement de leau dans la pompe entraîne celle dans les conduits
d'aspiration et de refoulement. L'addition de réservoirs d'air accentue encore la
régularité du mouvement.

Cette régularité permet de donner aux pistons et aux manivelles une vitesse
beaucoup plus grande (jusqu'à 300 tours) que celle habituelle, et d'accoupler la
pompe Jandin plus facilement, sur des dynamos à faible vitesse, des turbines, etc.
De plus, obtenant une grande vitesse à débit égal, cette machine sera moins encom-
brante qu'une pompe ordinaire.

Passons maintenant en revue quelques types.

Pompe de tnine Jandin avec moteur à air compri7ne\ — La figure 392 repré-
sente une pompe de mine à pression de 20 kilogrammes, à action directe par un
moteur à air comprimé avec détente variable par coulisse.

Cette pompe, destinée à une mine de la Loire où la présence du grisou ainsi
que l'éloignement des générateurs empêchent tout moyen de réchauffement de l'air,
présente un dispositif spécial pour empêcher l'adhérence du givre et des glaçons
produits par la détente aux parois des cylindres et des lumières d'échappement : l'eau
aspirée par la pompe à une température constante de 20** environ circule dans les
fonds et les enveloppes des deux cylindres moteurs qu'elle maintient à une tempéra-
ture entre 15 et 20^

Le graissage des cylindres et tiroirs se fait par une pompe à glycérine, avec
distribution, sous pression supérieure à celle de l'air, à des graisseurs compte-gouttes
permettant de régler le graissage en limitant suivant les besoins la course variable
de cette pompe.

POMPES A ACTION INDIRECTE 251

Machines élécatoires Jandin, — Pour les macliiiies élévatoires de ville, les

pompes Jaiidiu sont on g-éiiéral altelées en tandem à des macliines à vapeur à deux

Fi(i. 3î»2.

cylindres égaux ou compound, ou même, dans les cas de hauteurs moyennes d'élé-
vation, à des machines à un cylindre, dont le condenseur est alors placé à côté du
cylindre de vapeur ; la bielle motrice actionne alors l'arbre moteur coudé qui porte
une manivelle pour conduire la seconde tige de piston attelée à la tige de la pompe
à air du condenseur [fîg, 393 et 394).

Pour les pompes de mines à vapeur de grandes puissances, une solution écono-
mique est obtenue par les pompes Jandin à action directe par moteurs à deux
cylindres égaux ou compound, à condensation, avec des vitesses de 100 à 200 tours
par minute, qui peuvent être obtenues en toute sécurité, avec un graissage perfec-
tionné.

Pompes électriques Jandin à accouplement direct avec dynamos de 100 cl
300 tours. — La figure 395 représente une pompe électri(|ue de 200 chevaux à
accouplement direct avec une dynamo à 100 tours, pour élévation à 270 mètres,
aux mines de Firminy. Cette pompe est établie avec réservoirs d'air calculés pour
régularisation à 1/100 à Paspiration est à 1/500 au refoulement.

252

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Dans ces pompes de mines, destinées à élever des eaux troubles et souvent aci-
dulées, les garnitures des pistons et des presse-étoupes sont munies, comme le

Fio. 393 et 394.

montrent les figures 392 et 395, de graisseurs perfectionnés à graisse consistante^
qui en empêchent Tusure et l'oxydation, en donnant d'ailleurs une étanchéité parfaite
aux plus fortes pressions.

Les arbres de pompe et dynamo sont accouplés par manchon élastique et iso-
lant. Cet accouplement direct, supprimant les engrenages et leur perte de travail,
permet d'obtenir un rendement en eau montée manométrique de 0,85 à 0,90 du tra-
vail fourni par la dynamo.

Pour l'installation précitée, les dimensions du puits et des galeries permettant
le passage d'une dynamo de 200 chevaux à 100 tours avec bâti en deux pièces, on a
donné la préférence à cette vitesse modérée, pour réduire au minimum l'usure des
coussinets et des soupapes.

Mais, comme la partie mobile très légère des soupapes annulaires du système
Jandin est une pièce d'un remplacement peu coûteux, et qu'il est souvent nécessaire
de recourir à des dynamos de vitesses supérieures et de moindres volumes, pouvant
passer dans les puits de mine, la pompe Jandin donne le grand avantage de faire
l'accouplement direct avec les dynamos de grandes puissances, à des vitesses de 100
à 300 tours.

Dans ces grandes vitesses, l'économie due à la réduction du diamètre des pis-
tons est assurément compensée par la nécessite de donner aux paliers et aux parties
frottantes de larges surfaces et un graissage perfectionné pour diminuer l'usure;
mais la suppression des engrenages, de leur perte de travail, et Temploi des dynamos

POMPKS A ACTION INDIRECTE 253

à des vitesses normales ou s'en rapprochant, donnent cependant une économie notable
sur les pompes électriques précitées, à simple engrenage, qui peuvent être réservées
pour les peliUs vl moyennes | uissaîicc s.

Fio. 39o. — Pompe electri(iue Jandin.

Pompes de mines Jandin à Iransniissimi hydraulique à haute pression. — Les
pompes Jandin |convienncnt également bien aux installations de pompes d'épuise-
ment des mines avec transmission hydraulique à haute pression la pompe du fond
est alors actionnée par deux pistons moteurs à eau sous pression, qui circule entre
ce moteur et la pompe de surface à grande vitesse commandée par machine
compound.

Mais ce mode de transmission est plus coûteux, vu le prix élevé du moteur à eau
et des conduites d'eau sous pression, surtout pour les grandes profondeurs, et
Taugmentation du rendement qu'on peut obtenir n'est pas assez important pour qu'on
ne préfère pas en général la transmission électrique, qui, avec les précautions néces-
saires, est parfaitement pratique, même dans les mines grisouteuses — et d'une ins-
tallation, en somme, plus économique.

Pompe électrique d'épuisement Galland. — La pompe (fig. 396 et 397) exposée
en 1900 par la maison Galland, de Chalon-sur-Saône, est destinée à assurer élasti-
quement l'épuisement d'une mine et à être installée au fond. Elle comporte trois
plongeurs commandés par trois bielles attelées sur un arbre à trois coudes à 120**.
Cet arbre repose sur quatre paliers, et porte à une de ses extrémités un volant et à

^«m?^»ig3^»g^^^!^- -^-^g.C;::---^^^ff^ tyB

conddlle d* ^g^^ >. r^hml

Fio. 396 et 897. — Pompe électrique d'épuisement Galland. — Élévation et plan.

POMPES A ACTION INDIRECTE 2:>5

l'autre une roue dentée engrenant avec un pignon en cuir calé directement sur
1 alternateur à courant triphasé qui donne le mouvement à la pompe.

Les corps de pompe sont en fonte et de la forme ovoïde qui caractérise le type
Girard ; les boîtes à soupapes sont disposées pour Taspiration en bout de corps de
pompe et pour le refoulement au-dessus de lui, de façon à diminuer le plus pos-
sible Tencombrement en largeur. Malgré la régularité, et pour plus de sécurité,
du débit qu'assure la disposition à triple effet, la pompe est munie d'un réservoir
d'air à l'aspiration ainsi qu'au refoulement. Ce dernier réservoir d'air porte un
manomètre.

Le tableau de distribution comporte, comme habituellement, trois coupe-circuits
fusibles, un ampèremètre et un voltmètre. Un rhéostat permet de faire varier l'inten-
sité du courant employé, c'est-à-dire de proportionner la dépense d'énergie à l'effort
H exercer.

On s'est efforcé, dans la construction de toutes les parties de cette machine,
d'allier la robustesse à la simplicité, de façon à éviter ou tout au moins à rendre
plus faciles les réparations à faire dans le fond. L'alternateur est enveloppé dans un
coffrage en fonte de forme spéciale qui le met à l'abri de l'eau, qui peut tomber de la
partie supérieure.

Les principales données sont les suivantes :

Débit à l'heure 100 mètres cubes

Hauteur d'élévation 200 mètres

Diamètre des plongeurs 180 millimètres

Course 350 —

Nombre de tours de l'alternateur 400

Force de l'alternateur J 00 chevaux

Nombre de tours de la pompe 50

Diamètre des conduits 150 millimètres

Comme détail particulier et intéressant, disons que l'aspiration ne débouche pas
directement dans les boîtes à clapets, mais dans la partie supérieure d'un réservoir
cylindrique en fonte contenant une crépine dans laquelle restent les saletés et les
cailloux que contient l'eau; lorsque celte crépine est pleine, le démontage du cou-
vercle du réservoir suffit pour la vider. Ce procédé est beaucoup plus commode que
celui qui consiste à envoyer un ouvrier dans le fond pour déboucher avec difficulté les
trous d'une crépine ordinaire placée à l'extrémité du tuyau d'aspiration et souvent
peu abordable.

Pompe de mine à vapeur Oalland. — Dans le but de n'être pas obligé de creu-
ser des galeries spéciales plus larges que les galeries ordinaires pour l'installation
des pompes d'épuisement, la maison Galland a établi un modèle qui a été étudié spé-
cialement pour tenir le minimum de place en largeur.

La figure 398, ci-contre, nous permet d'en juger. Elle représente la disposition
d'une pompe à action directe, qui était exposée dans les appareils d'exploitation de
mine, à deux corps, et toujours du type Girard. Elle est commandée par une machine
à vapeur dont la tige traverse le fond arrière, pour s'accoupler avec celle du plon-
geur.

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ï . -û

jtta\tx»jaoj9J

\ = I

'^f^à*-Maêfr'fJiÊitià' ir^^tt^ri» iriÉ^'fato^t4i>i%^^%a?^M^.i^,Ériii^ -^' ^'^^^;f*.v'

POMPES A ACTION INDIRECTE 257

ï^e condenseur de la machine à vapeur est placé en queue, toujours sur le même
bâti, et la tige du piston de la pompe à air est liée par un second manchon à celle du
plongeur arrière.

Seules les soupapes d'aspiration sont sur le côté, ainsi que les réservoirs d'air
correspondants et la conduite d'aspiration qui vient du condenseur. L'installation
est munie d'une crépine comme celle de la machine précédemment décrite. L'eau se
rend de cette crépine dans le condenseur, puis dans la pompe. La pompe est munie
d'un seul réservoir d'air sur son refoulement ; il est disposé dans Taxe de l'instal-
lation.

Pour éviter les accidents que pourrait entraîner l'introduction, dans le cylindre
à vapeur, de Teau qui s'est condensée dans les longs conduits d'amenée de vapeur,
la boîte du tiroir porte extérieurement un séparateur d'eau dans lequel se font l'arrivée
du tluide moteur et la purge de cet appareil, ainsi que celle du cylindre, qui est con-
duite au puisard.

Les caractéristiques de cette installation peu encombrante sont les suivantes :

Diamètre du cylindre à vapeur oOO millimètres

— du plongeur 155 —

Course commune 500 —

Hauteur du refoulement 150 mètres

Débit horaire en mètres cubes 75 mètres cubes

Pompes de mines électriques et mobiles Galland, — La maison Galland construit
et exposait également des pompes électriques horizontales pour l'épuisement local
et partiel de certains points d'une mine. Elles sont arrangées de façon, à pouvoir être
montées sur un chariot, ou porteur, dont le tablier est horizontal et le train de roule-
ment oblique. Cette disposition permet de les employer dans des galeries obliques
assez éloignées de l'épuisement principal. On les attache à un treuil, et, à mesure
que le niveau de l'eau à élever baisse, on laisse descendre l'ensemble. La cré-
pine du tuyau d'aspiration est tenue par une chaîne à l'extrémité du bâti ou du
cylindre, de façon à ne pas traîner au fond pendant la descente ou pendant le
pompage.

La commande électrique seule convient à ces installations ; on l'obtient par un
alternateur triphasé, qui, par un train d'engrenages, actionne la pompe, qui peut
d'ailleurs être d'un type quelconque. La figure 399 représente une pompe à
3 corps, tandis que la figure 400 montre une pompe à pistons plongeurs, du type
Baillet-Audemar. Dans les deux cas, on voit qu'on s'est attaché à employer un sys-
tème qui donne à l'eau un mouvement suffisamment régulier pour éviter l'emploi de
réservoirs d'aip lourds et encombrants.

Pompe Ehrardt et Schmer, — La maison Ehrardt a créé un type de pompes à
grande vitesse dont un modèle, exposé en 1900, était commandé par un alternateur à
courant triphasé (construit par la maison Lamheyer). La machine se compose
{fig. 401 à 403) de 3 corps de pompe horizontaux à plongeur et à simple effet.
Ceux-ci sont réunis par des bielles en fonte à l'arbre à 3 coudes à 120^ équilibré par
des contrepoids. Les crosses de piston ont des glissières cylindriques qui sont fer-

LE8 POMPES. 17

258

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

mées extérieurement pour éviter Taccès de la poussière. Les boîtes à clapets sont
indépendantes et verticales ; elles sont surmontées de réservoirs d'air sphériques,
mais d'assez faible volume, attendu que la disposition triple assure déjà un débit suf-
fisamment régulier. Les clapets, du type Ehrardt, offrent une grande section de pas-

Ponpe •impie k roUUoa éicctncpifl
i fw/rc tftu, pmir rtfoiUmeiUi jia^'a M mtrei

Fio. 399'et 400.

sage à Feau, ce qui permet de réduire considérablement leur levée, et par consé-
quent les chocs lorsqu'ils retombent sur leur siège. De plus, la vitesse de passage
de l'eau se trouve également réduite par cette augmentation de section.

La quantité et la pression d'air nécessaires sont maintenues dans les réser-
voirs par une petite pompe à air dont la bielle est calée sur rextrémité de l'arbre*

POMPKS A ACTION INDIRECTE

2:i0

La grande vitesse de la machine entraîne la nécessité d'un f^raissage abondant;
aussi la pompe est munie d'une pompe de circulation d'huile qui assure la lubrifi-
cation des organes en mouve-
ment. L'huile ayant déjà servi /^
se rassemble dans une auge
placée entre les quatre paliers
qui supportent Tarbre coudé,
ce qui permet de faire baigner
les têtes de bielles. Les quatre
paliers sont d'ailleurs venus de
fonte avec cetle auge, qui
forme partie intégrante du bâti
de la machine. Une tôle ferme
l'espace ouvert, empêche les
projections d'huile. Le grais-
sage des corps de pompe est
assuré par une presse à graisse,
système Mollerupt, envoyant
de rhuile dans des rainures ad
hoc ménagées en arrière des
presse-étoupes.

Comme la machine a été
spécialement étudiée pour l'é-
puisement des mines, on veut
qu'elle puisse fonctionner six
heures au moins sans surveil-
lance ni soins ; elle est arran-
gée de façon que les parties
en mouvement soient à l'abri
de l'humidité et de la pous-
sière. Ainsi il est facile de
remarquer que le bâti de l'al-
ternateur est presque totale-
ment fermé (sauf quelques re-
gards sur les côtés), l'arbre
moteur est complètement cou-
vert, et des tôles ferment les ouvertures latérales des glissières. La forme spéciale
des glissières permet, lorsque, pour un motif quelconque, l'un des corps de pompe ne
peut plus fonctionner, d'immobiliser son plongeur (après avoir démonté la bielle cor-
respondante) par une barre placée en travers dans les regards, ce qui est l'afTaire de
quelques minutes; autrement, on serait obligé de l'entraîner dans la marche sans qu'il
y ait production de travail.

L'arbre coudé est fixé à celui de l'alternateur par un manchon à plateaux réu-
nis par des boulons entourés d'une épaisse fourrure de caoutchouc qui amortit les
chocs au démarrage et pendant la marche. Pour faciliter la mise en marche, les
trois boîtes à soupapes sont munies de retours d'eau, grâce auxquels on diminue

Fio. 401 et 402.

260

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Teffort en mettant le refoulement en communication avec Taspiration ; quand la vitesse
de régime est établie, on les ferme petit à petit.

Fio. 403. — Pompe Ehrardt et Schmer, Coupe longitudinale.

Voici quelques-unes des données de cet appareil :

Diamètre des plongeurs 0'",105

Course des plongeurs 0 ,200

Vitesse normale par minute 200 à 250 tours

Vitesse linéaire correspondante des plon-
geurs 80 à lOO"» par minute

Vitesse à l'exposition 210 tours

Débit théorique à cette vitesse 1.090 litres

Débit pratique 1.000 —

Rendement admis après expérience (pompe

seulement) 0"S92 à 0''^94

Hauteur de refoulement 250 à 300 mètres

Voltage de Talternateur 500 volts

Nombre d'ampères 45

Nombre de fréquences 200

Force en chevaux 75 à 80

L'avantage de cette machine de grande puissance est encore augmenté par son
faible encombrement et par sa commande électrique.

Pompes Fafeur. — La maison Fafeur, de Carcassonne, construit des modèles de
pompes spécialement étudiés pour la commande directe par moteurs à grande
vitesse.

POMPES A ACTION INDIRECTE

26 i

1° Lel pompe Quadruple, représentée figure 404, se compose d'un seul arbre coudé
dont le centre est en S, actionnant par son manchon V deux longues bielles qui
viennent s'articuler en T et U sur les tiges des pistons AB et CD.

Ces pistons se meuvent à frottement dans deux corps de pompe, dont les axes
situés dans le môme plan forment entre eux un angle droit.

Fio. 404.

Ces corps communiquent par un orifice central avec les tubulures d'aspiration
M, N, et par leurs extrémités respectives avec des orifices, obturés par des clapets ou
boulets E, F, G, H, qui débouchent dans la tubulure de refoulement R.

On voit ainsi que les organes de la pompe « Quadruple » se composent simple-
ment de 4 pistons en cuir, genre Letestu, A, B, C, D, et de 4 boulets en caoutchouc
E, F, G, H. Si on imprime à Tarbre coudé un mouvement dans un sens ou dans
l'autre, on se rend compte immédiatement du jeu de la pompe.

Les organes susceptibles d'usure, boulets et pistons, sont facilement accessibles,
et leur remplacement est rapide et facile.

La disposition de l'arbre coudé par rapport aux corps de pompe permet de voir
que, pour le plus petit déplacement du bouton de manivelle, le volume engendré par
les pistons est sensiblement le môme, quelle que soit la position de ce bouton. Il en
résulte un travail très régulier sur l'arbre-manivelle, permettant de supprimer les
volants et les récipients d'air qui absorbent inutilement du travail moteur.

La longueur des bielles atteint en moyenne trente fois le rayon de mani-
velle ; leur obliquité est donc faible et leur guidage s'effectue suffisamment sans
rintermédiaire de guides ou de glissières, ce qui évite encore une perte de travail.

En examinant le mouvement du liquide dans l'intérieur de la pompe, on voit :

1° Qu'il suit toujours une direction constante sans arrêts ni rebroussements;

^"^^srr-..

262

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

2® Que ce mouvement se produit dans de larges conduits sans déviations brusques
et sans grandes variations de sections ;

3° Que la forme parabolique des pistons diminue dans les limites du possible, le
choc résultant de l'arrivée du liquide sur les pistons.

11 résulte de là que les pertes de force vive dues au mouvement du liquide dans
rintérieur de la pompe sont réduites au minimum de manière à réaliser le maximuni
reffet utile.

Remarquons enfin que, les presse-étoupes étant placés sur le refoulement, leurs
fuites ne peuvent diminuer le volume du liquide à aspirer.

Fki. 404 bis.

Lu figure 404 bis donne une vue perspective de cette pompe.

Les pompes de ce modèle peuvent être mises en œuvre à une vitesse de 300 tours
par minute.

2° La pompe à piston différentiel {fiff. 405) se compose d'un seul clapet A en
cuir ou en caoutchouc, découpé en forme de disque, et d'un seul piston B, de forme
parabolique, construit de la même manière. Ces deux disques, aussi faciles à fabri-
quer que les pistons Letestu, auxquels ils ressemblent, sont les seuls organes soumis
à une usure sensible, et les seuls qui aient besoin d'être remplacés. Leur durée est
aussi grande que les clapets et pistons des meilleures pompes.

Le piston B est fixé sur un plongeur C, traversant un presse-étoupe D, dont le
serrage s'effectue au moyen des boulons E et F. Le regarnissage du presse-étoupe
se fait en démontant la partie supérieure de la pompe, qui est reliée au socle par les
boulons X, Y. Le mouvement alternatif du pistou est produit par l'intermédiaire de

POMPES A ACTION INDIRECTE

•263

la bielle I, qui est articulée en L, et sur l'arbre coudé GH. Le graissage de ce der-
nier est assuré par des bagues J, K, mobiles sur cet arbre, et plongeant dans des
réservoirs d'huile. Le pied de bielle oscille constamment dans un bain d'huile, et le
graissage de la tête de bielle est obtenu par un lécheur M, alimenté par un réci-
pient N. Dans les petits modèles de pompes, Thuile est remplacée par la graisse con-
sistante, distribuée au moyen de compresseurs automatiques. On remarquera qu'avec
un graissage aussi parfait, s'effectuant sur des portées qui ont une longueur de deux
fois et demie leur diamètre, on puisse considérer comme presque 'nulle l'usure de la
transmission de mouvement.

Fio. 405.

L'aspiration O est munie d'un large récipient d'aspiration P, formé par le
socle, de même que le refoulement S a un grand récipient formé par la capacité R,
communiquant avec les espaces vides qui entourent les paliers. A l'aspiration, se
trouve encore une large crépine intérieure démontable T, située en face d'un regard
de nettoyage U, portant un robinet de vidange V.

La pièce centrale, portant la tubulure de refoulement S, et la pièce supérieure
de la pompe, renfermant l'axe du mouvement, étant toutes deux de forme circu-
laire, et toutes deux reliées au socle par des boulons espacés également, et placés
symétriquement autour de Taxe principal, on peut faire prendre à l'axe du mouve-
ment et aux tubulures d'aspiration et de refoulement toutes les directions que les
circonstances peuvent exiger.

Ces pompes fonctionnent à la vitesse de 300 a 500 tours par minute et s'em-

264

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

ploient lorsque le débit est petit, de 1.500 à 1.000 litres, et pour des hauteurs d'élé-
vation n'excédant pas 40 mètres.

Pompe (( Express » Riedier. — Dans la marche des pompes à grande vitesse, il
est nécessaire de prendre des précautions particulières pour éviter toute perturba-
tion dans le mouvement des clapets et, en particulier, les chocs sur leurs sièges.
Divers dispositifs ont été adoptés dans ce but pour les modèles de pompes créés par le

professeur Riedier, et leur examen per-
met de se rendre compte des progrès suc-
cessifs réalisés dans la construction des
pompes en vue de leur commande directe
par moteurs à grande vitesse.

Les figures 406 et 406 bis montrent
un exemple de corps de pompe Riedier,
dans lequel la fermeture des clapets « et ci
est obtenue desmodromiquement par des

Fio. 406.

Fio. 406 bis.

doigts 6, ô, montés sur des axes w. Ces axes portent à l'extérieur des leviers h sur
lesquels agissent des cames c, recevant leur mouvement de Tarbre de la pompe par
un arbre intermédiaire.

M. Riedier a également obtenu la commande des soupapes par un dispositif qui
est représenté par la ligure 406 ter, et dont la légende de cette figure donne Texpli-
cation.

Mais la complication de ce genre de commande et la difficulté d'accès des
soupapes diminuaient, dans une mesure très sensible, la valeur des résultats
obtenus.

La solution du problème a fait un pas décisif avec la nouvelle pompe Express du
professeur Riedier.

Nous empruntons en partie les détails qui suivent à l'article paru dans V Eclai-
rage électrique du o juillet 1902, sous la signature de M. J. Reyval.

L'ensemble de cette nouvelle pompe est représenté par la figure 407.

La figure 407 bis en montre les dispositions essentielles.

En a est la soupape d'aspiration. Elle est annulaire, à axe horizontal, et repose
sur son siège b, lorsque le piston est à fond de course vers la gauche. Dans la
course d'aspiration (vers la droite), elle s'ouvre librement à l'afflux de l'eau. L'eau
contenue dans le réservoir d'aspiration A, en s*écoulant par son propre poids, assure

POMPES A ACTION INDIRECTE

265

l'Ui. 400 (er.

Le siège A de la soupape a sa tige terminée par un collet H, sur lequel s^enfile le manchon D de la soupape B.
Ce manchon reçoit la douille G, retenue parl'écrou E, sur laquelle s'enfile la bague de caoutchouc F, U)rmant
tampon. Le siège A est]!maintcnu par des tiges de bronze M, à coins X, passées dans des stuffing-box 0,
et manœuvrées de l'extérieur de manière à pouvoir facilement caler ou décaler le siège. Les ailettes in-
clinées V impriment à la soupape. à\chaque levée, une rotation telle qu'elle ne retombe jamais deux fois
sur le même contact. La soupape est commandée, d'un excentrique de l'arbre moteur, par le levier L et
l'axe H, à stuffin-box P, oui, avant la'fin de l'aspiration, dont la levée se fait automatiquement, abaisse la
soupape et la ferme, empochant ainsi le choc d'eau au retour du piston. Il y a toujours, entre la soupape
et son siège, interposition constante d'une lame d'eau, qui aide à la conservation et au bon fonctionnement
(le la soupape, en évitant son martelage et en assurant son étanchéilé. S'il s'introduit une obstruction entre la
soupape et son siège, le tampon F cède sans aucun dégât. La soupape représentée par la figure 2 appartient
aux pompes de laChapin Minmg C», installées à l'Iron Mountain (Micnigan, pour rerouler 10 mètres cubes par
m4nute,sousane charge de 520 mètres. Vitesse 18 tours parminute.Con8truitcsparFra5ere/CAa/7/zer5,deChicago.

26r.

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

toujours le remplissage du corps de pompe en cas d'insuffisance de l'aspiration. A
la fin de cette course, la tête / du piston plongeur P ferme la soupape d aspiration «,
un instant avant le commencement de la course de refoulement.

La soupape de refoulement e est automatique et chargée par des ressorts.
On a donc supprimé dans ce modèle toute commande extérieure par bielle et excen-
trique.

L'eau se maintient à un niveau sensiblement constant dans A, où Ton fait un
vide partiel lors de la mise en marche. Ce niveau dépend de la hauteur d'aspiration

Fia. 407.

et de la pression de Fair dans le réservoir A. Si ce niveau baisse, cette pression
diminue et, à la course de refoulement suivante, Teau remonte au même niveau. Du
reste, une petite pompe que Ton voit sur la figure 407 permet de maintenir le vide en
A et de comprimer Fair dans le réservoir de refoulement B, disposé à la manière
habituelle.

La manivelle de la pompe Express Riedler fait de 150 à 300 tours par minute ;
ce nombre varie en sens inverse du débit et de la hauteur d'aspiration, et il augmente
avec la pression de refoulement.

Pour des pompes à haute pression et à faible débit, la vitesse peut môme dépas-
ser 300 tours.

POMPES A ACTION INDIRECTE

267

La vitesse linéaire du piston ne dépasse pas en moyenne 1 mètre à cause de la
petitesse de la course.

'*//^^//y/^y/..^y/7//,

FiG. 407 bis.

Les masses soumises aux mouvements alternatifs (piston, bielle, eau, etc.) sont
très faibles et, dans la plupart des cas, ces pompes sont construites comme pompes
à simple effet.

La fatigue des organes est minime, car la surfae*'
de friction du piston est
réduite au 1 / 80, et son poids
au 1/200 de ce qu'ils sont
dans les pompes ordinaires.
La levée des soupapes est %
très petite, et, la commande
de la soupape d'aspiration
se faisant par l'intermé-
diaire de ressorts en caout-
chouc, le mouvement est
parfaitement silencieux.

Le rendement en vo-
lume est de 95 0/0. Le ren-
dement mécanique est très
remarquable : il atteint, en
moyenne, 80 0/0 et, pour
les pompes de compression travaillant de 50 à 300 kilogrammes, il atteint 85 0/0.

FiG. 408.

268

POMPES A MOUVEMENT ALTERNATIF

Enfin il faut remarquer que, grâce à sa grande vitesse, la pompe Riedler présente

un encombrement des plus faibles. Les figures 408 et 408 ^2^, suffisamment explicites

par elles-mêmes, en donnent une idée saisissante.

La faiblesse de la masse d'eau mise en mouvement à chaque coup de piston

permet d'éviter facilement les coups de
bélier, qui sont Técueil le plus à craindre,
particulièrement dans les pompes à haute
pression. On y a remédié en partie, jus-
qu'à présent, en augmentant le nombre
des coups de piston et en multipliant
les corps de pompes pour diminuer le
volume des cylindrées. La pompe Riedler
a permis d'obtenir ce résultat d'une façon
plus simple. Aux pompes triples, elle
permet de substituer une pompe à un seul
corps de volume comparable à celui d'un
des cylindres de la pompe triple, puisque
sa vitesse est sensiblement le triple de
celle des modèles courants. Elle découpe,
Fio. 408 bis. ^^^^ ^^ masse liquide à transporter du

niveau inférieur au niveau supérieur, de

véritables disques d'eau dont le volume et le poids sont assez réduits pour que les

chocs en retour accidentels soient insignifiants.

CHAPITRE III
POMPES A MOUVEMENT CONTINU

POMPES ROTATIVES

Les pompes rotatives utilisent pour Télévation de Teau un effort moteur trans-
mis de façon quelconque à un arbre tournant; comme les pompes centrifuges, elles
sont à mouvement continu : elles tournent beaucoup moins vite et, d'ailleurs, il y a,
entre ces deux types de machines, une différence fondamentale.

Dans les pompes centrifuges, les organes animés d'un mouvement circulaire
communiquent au liquide — grâce à la force centrifuge — une force vive souvent
considérable ; par la suite, celte force vive est utilisée — la vitesse étant peu à peu
transformée en pression — à élever Teau à une certaine hauteur.

Au contraire, dans les pompes rotatives, le rôle des organes tournants consiste
seulement à donner naissance à des cavités (sortes de poches) qui sont remplies par
le liquide à l'aspiration et qui, le déversant ensuite dans le compartiment ou la tuyau-
terie du refoulement, obligent le niveau à monter — dans ce compartiment ou cette
tuyauterie — jusqu'à la hauteur d'élévation qu'on veut obtenir.

Il n'est pas inutile de présenter, dès maintenant, quelques observations. Quelles
que soient d'ailleurs les circonstances de son mouvement, l'eau reste un liquide pra-
tiquement incompressible et, de plus, les étranglements, les remous, les variations
brusques de vitesse sont toujours des causes de pertes de force vive. De même, les
frottements des organes tournants l'un contre l'autre, encore qu'ils soient atténués
par la présence de l'eau, n'en existent pas moins, et ce, au détriment du travail utile
produit.

Lors donc qu'on aura à étudier une pompe rotative, c'est surtout sur ces points
que devra porter l'attention. Les espaces offerts au liquide devront être tels qu'il n'ait
pas à s'y comprimer. On devra éviter de faire passer l'eau par des orifices étranglés,
éviter aussi les changements brusques d'accélération de la masse liquide. Les frot-
tements des organes devront être réduits à leur minimum, quitte à « sacrifier dès le
début une jointivité souvent plus apparente que réelle ». En effet, si, pour éviter les

270

POMPES A MOUVEMENT CONTINC

fuites, on ajuste trop exactement les organes tournant les uns sur les autres, on aura,
de ce fait, des frottements considérables, dont le premier effet sera une diminution
du rendement de la pompe par augmentation des résistances passives, et le second
une usure des organes qui fera disparaître la jointivité qu'on désirait obtenir.

L'étude théorique des pompes rotatives est complexe, par suite des formes
variables et souvent compliquées des poches; la méthode des diagrammes permet
de simplifier considérablement cette étude par rétablissement et Texamen de trois
diagrammes : celui du travail, celui de l'aspiration et celui du refoulement.

J'indiquerai par la suite, en application sur une ou deux pompes, cette méthode,
très longuement exposée par M. Poillon dans son Traité des Pompes et Maohines à
élever les eaux; cet auteur a consacré une importante partie de son ouvrage aux
pompes rotatives, et je lui ferai quelques emprunts pour la description des types qui
va suivre.

Les pompes rotatives sont à un ou deux axes : j'étudierai successivement ces
deux classes.

A. - POMPES ROTATIVES A UN SEUL AXE

La plupart des pompes rotatives à un seul axe rentrent dans une des catégories
suivantes :

i* Pompes à palettes articulées, constituées par un rouleau excentré portant des
palettes articulées et mobiles autour d'axes tantôt parallèles à l'arbre moteur, tantôt

perpendiculaires à cet arbre ;

2* Pompes dont les palettes coulissent dans
des alvéoles ad hoc^ ménagées dans le rouleau.
Le nombre des palettes peut varier de 2 à 4. Si
l'on a deux palettes, le mouvement de l'eau est
loin d'être continu et se rapproche de celui qu'elle
prend dans une pompe à mouvement alternatif :
il faut alors des réservoirs d'air. Avec trois pa-
lettes, la régularité est beaucoup plus grande et
les réservoirs d'air peuvent être supprimés. Enfin,
une distinction s'établit encore par la nature des
procédés employés pour assurer la jointivité. On
peut faire usage ou de guides fixes ou de ressorts;

3" Pompes à un axe spéciales et notamment
sans palettes.

Dans la description qui va suivre, je donne-
rai au moins un exemple de chacun des types
dont je viens de tracer rapidement les caractères
fondamentaux.

Fio. 409.

Pompe Houyouz. — La pompe est (fig. 409)
à trois palettes articulées. Le corps de pompe
cylindrique porte deux tubulures verticales et opposées correspondant l'une à l'aspi-
rai ion, l'autre au refoulement, cette dernière munie d'un réservoir d'air.

POMPES ROTATIVES

271

Le tambour b qui tourne dans le cylindre est excentré par rapport à celui-ci, il
porte trois évidements dans lesquels peuvent se mouvoir trois palettes c articulées,
mobiles autour d'axes faisant partie du tambour lui-même.

L'appareil est muni d'un clapet de retenue sur l'aspiration.

Pompe Erémao. — Cette pompe comporte [fig. 410 et Mi) deux palettes coulis-
sant dans des alvéoles convenables et maintenues en contact avec la périphérie par
des ressorts.

Le cylindre de la pompe a reçu deux larges rainures longitudinales constituant
l'aspiration et le refoulement. L'arbre moteur est excentré par rapport au cylindre.
Le rouleau porte une large mortaise, dans laquelle peuvent coulisser les deux palettes,
doiit l'épaisseur est égale à celle des rainures d'aspiration et de refoulement.

Fio. 410 et 411. — Pompe Eremac.

La jointivité est assurée par deux ressorts en spirale bien visibles sur la figure,
qui viennent appuyer les palettes sur la paroi du cylindre; les palettes elles-mêmes
ont été percées d'une gorge, dans laquelle on place une pièce métallique dont la
surface externe est cylindrique et tracée avec le même rayon que la surface interne
du cylindre : ainsi le contact a toujours lieu suivant une génératrice du cylindre.

Cette pompe est très simple et très ingénieuse ; mais l'eau n'y prend pas un
mouvement continu, et les volumes engendrés à chaque instant par les palettes sont
très variables. M. Poillon, dans l'étude très complète qu'il a faite de cette pompe, montre
que son rendement théorique ne dépasse pas 0,40.

Pompe Horet et Broquet. — Ici nous avons {fig. 412) trois palettes mobiles dis-
posées à 120® l'une de l'autre. L'aspiration et le refoulement sont disposés de manière
que leur axe soit commun et sensiblement confondu avec le côté du triangle équila-
téral inscrit dans la circonférence de section.

La figure 412 montre que le rouleau, excentré par rapport au cylindre dans
lequel il tourne, porte trois palettes radiales C qui coulissent dans des mortaises ad hoc.
Les palettes sont constamment maintenues en contact avec la surface intérieure du
cylindre par deux bagues concentriques H et D formant guides et bien visibles sur la

272

POMPES A MOUVEMENT CONTINU

figure ; on obtient ainsi trois chambres alternativement aspirantes et foulantes et le
mouvement de Teau est assez régulier.

Fio. 412. — Pompe Moret et Broquet,

Fio. 413. — Pompe Samain.

Pompe Samain. — Dans la pompe Samain, représentée par la figure 413, l'aspi-
ration A et le refoulement C sont diamétralement opposés ; le rouleau excentré pré-
sente ici la forme d'une croix et, dans chacune des quatre branches, peut glisser une
palette de forme très simple.

Le tambour, intérieurement, n'est pas circulaire ; mais sa section est constituée
par deux arcs de cercle de rayons différents raccordés par des courbes tangentes.
Les mouvements de deux palettes opposées sont rendus solidaires par une petite
tige ronde qui les réunit ; il s'ensuit que chaque palette travaille à son tour, seule-
ment sur le parcours ABC, et que, pendant qu'elle travaille, elle ne coulisse pas
dans ses rainures : c'est là un avantage, puisqu'on évite ainsi de faire glisser les
palettes au moment où les pressions latérales qu'elles supportent sont les plus
grandes.

Pompe RouSet. — C'est encore une pompe à quatre palettes radiales : les
figures 414 et 415 en donnent la disposition; ici les palettes P sont maintenues en

Fio. 414 et 415. ~ Pompe Rou/fet,

contact avec la boîte intérieure par l'intermédiaire de deux ressorts, tels que R, el
d'une sorte de cheville I qui traverse l'axe et agit d'un ressort sur l'autre.

POMPES ROTATIVES

273

Le rouleau tournant est excentré dans la boîte en laiton ABCO et reste tangent
au corps de pompe suivant une môme génératrice.

Les ouvertures A et B constituent l'aspiration et le refoulement.

Chaque palette est formée de feuilles de cuir superposées et maintenues
ensemble par des vis. Q)uand
les palettes se déplacent, c'est
d'abord la cheville qui agit,
comme dans le cas d'une jonc-
tion rigide, puis ensuite le
ressort assure le contact.

Pompe Brédo. — Je si-
gnale encore ce type de pompe
à deux palettes, parce qu'il
nous montre une idée absolu-
ment différente de celles que
nous avons jusqu'ici rencon-
trées. Ici, les palettes appuient
sur un cylindre en caoutchouc
qui, obligé de se déformer

sous leur effort, fait ressort et maintient le contact des palettes et du corps de pompe;
tout ceci bien visible sur la figure 416.

Les palettes s, coulissant dans le rouleau A, sont, à la partie inférieure du corps
de pompe, guidées par les rainures latérales r, grâce à quoi elles peuvent franchir
la cloison t qui sépare l'aspiration du refoulement.

Pompe Vialatte. — C'est {fig, 417 et 418) une pompe à une seule palette qui,

'—-fil

FiG. 416.

lUfsttlcflMPr

Aj<|»1T^ti

Fio. 417 et 418. — Pompe Vialalle.

fixée sur le rouleau, agit comme un piston ordinaire en faisant derrière elle l'aspira-
tion et le refoulement devant elle.

LES POMPES.

18*

274

POMPES A MOUVEMENT CONTINU

Les espaces d'aspiration et de refoulement sont, d'autre part, séparés par une
sorte de tiroir qui s'appuie sur le rouleau tournant et qui, mû en temps opportun
par une came extérieure, se soulève rapidement pour laisser passer juste quand il
faut la palette tournante, et retombe aussitôt après.

Il est douteux que cela fonctionne à merveille et lusure doit être importante.

Pompe (( Comète » Bartnim et Powell. — La figure 419 représente une pompe
^ assez originale fabriquée par MM. Bar-

trum et Powell, de Londres. Son méca-
nisme est le suivant :

On fait tourner Tarbre coudé B, qui
entraîne dans son mouvement le piston
excentré A, qui tourne en restant tou-
jours tangent à Tintérieur du corps de
pompe. La queue du piston se déplace
d'un mouvement alternatif de haut en bas
dans un guide cylindrique oscillant C. Il
en résulte que, d'un côté du piston, Teau
est aspirée par une ouverture du cylindre
et que, de Tautre, l'eau précédemment
absorbée est refoulée par la queue, comme
sur la figure.

Pour ajuster le piston à l'intérieur
du cylindre et rattraper au besoin le peu
d'usure, il suffît de déplacer Texcentrique
sur le tourillon de la manivelle et de la
fixer au moyen de Técrou.

La Revue industrielle de décem-
bre 4880 décrit une pompe de ce type qui
fut construite par MM. Tulpin frères, de
Rouen (/f^. 420 et 421).

On remarquera que la pompe « Co-
mète » comporte des réservoirs d'air à la
fois sur l'aspiration et sur le refoulement. Le piston est guidé latéralement par les
plateaux II et IF, dont on peut d'ailleurs modifier le serrage.

Le piston D et sa queue EE sont continuellement lubrifiés, restant en perma-
nence dans le liquide. Enfin on peut, en renversant le sens de rotation, aspirer par la
queue et refouler d'autre part : on arrive ainsi, le cas échéant, à déboucher les pas-
sages obstrués.

La Revue industrielle précitée donne les résultats des expériences faites sur une
pompe débitant i mètre cube par minute et ayant les caractéristiques suivantes :

Diamètre des tuyaux d'aspiration et de refoulement. . . 0'",100

Capacité de la pompe 12"*,500

Distance de la surface de l'eau à l'orifice d'aspiration. . 8°*,360

Colonne d'eau de refoulement 12 ,160

Nombre de tours par minute 84

Fio. 419. — Pompe Comète.

POMPES ROTATIVES
Le rendement en volume a été trouvé de 84 0/0.

•275

Fio. 420 et 421. — Pompe Comète.

Pompe à rouleau trèfle. — Pour réaliser un mouvement pratiquement continu de
l'eau, on avait songé au dispositif de la figure 422. Le
rouleau n'est plus excentré dans le corps de pompe, et sa
section est une sorte de trèfle.

Une cloison C vient s'appuyer sur les génératrices
de ce cylindre et sépare ainsi à chaque instant l'aspira-
tion A et le refoulement R ; un ressort maintient le
contact.

Un pareil système était condamné à des frottements
considérables et à une usure rapide.

Pompe Ortmans. — C'est encore [fig. 423 et 424)
une pompe rotative à un seul axe d'un type spécial
assez difQcile à classer. Le plateau est une surface
gauche engendrée par deux S réunis par leurs extrémi-
tés ; ce plateau-piston tourne dans un cylindre de même
diamètre, et les sommets des ondulations du plateau
tangentent en deux points les parois du corps de pompe.

L'eau, arrivant par une ouverture pratiquée dans la boîte, remplit l'espace com-
pris entre deux plis consécutifs du plateau et la paroi ; dans le mouvement de rota-
tion, l'eau est entraînée et s'écoule par une autre ouverture percée dans la boîte,

FiG. 422.
Pompe à rouleau trèfle.

276

POMPKS A MOUVEMENT CONTINU

grâce à une cloison convenablement disposée au travers de laquelle le plateau seul

peut passer.

La susdite cloison est une sorte
de cylindre-tiroir tournant librement
autour d*un axe situé suivant un
rayon du plan médian de la pompe,
et dans lequel est ménagée une fente
qui laisse passer le disque à frotte-
ment doux. C'est le mouvement du
disque qui fait tourner le tiroir, et
celui-ci sépare fa boîte de la pompe
en deux parties dans lesquelles Teau
Fio. 423 et 424. — Pompe Orhnans. ^st aspirée, puis refoulée. L'usure

doit encore être très importante.

Originaire de Belgique, cette pompe a été construite également à Lyon, chez

M. Buffaud.

Pompe à piston tournant de Peck. — Cette pompe est une combinaison du type
« à plongeur ordinaire » et du type « rotative » .

Le corps de pompe {/îg. 429) est d'aspect cylindrique, avec de larges orifices
opposés pour l'aspiration et le refoulement; deux couvercles opposés portent,
l'un un coussinet et un tourillon, l'autre un arbre coudé muni d'une manivelle inté-
rieure.

Dans le corps de pompe, tourne un tambour cylindrique mû par un arbre
excentré. Ce tambour est percé d'un trou cylindrique perpendiculaire à l'arbre,
et de diamètre aussi grand que possible. Dans ce trou, s'adapte un piston, qui est
lui-même percé d'un trou perpendiculaire à la direction de la longueur et, dans
ce dernier trou, se peut mouvoir également un petit piston. Ce dernier piston est muni
d*une ouverture pratiquée perpendiculairement à son axe, c'est-à-dire parallè-
lement à l'axe de l'arbre, et, dans celle-ci, est ajustée la manivelle de l'arbre
coudé.

Des lors, on voit que l'arbre central et le tambour qui y est attaché tournent
ensemble pendant que l'arbre coudé et le petit piston tournent aussi. Ces deux
organes tournants, tambour et petit piston, sont réunis par le piston intermédiaire,
qui, pouvant se mouvoir dans deux directions perpendiculaires, peut prendre un
mouvement combiné de rotation et de va-et-vient.

Le fonctionnement sera facilement compris par l'inspection des figures 425 à
428. Admettons que l'arrivée d'eau se fasse à droite et le refoulement à gauche, et
que l'arbre coudé se trouve verticalement au-dessous du centre du corps de pompe,
alors le piston principal sera à l'extrémité de sa course, au fond, comme le montre
la figure 425.

Si, comme l'indique la flèche, le tambour se déplace vers la gauche, à un hui-
tième de tour on aura la position de la figure 426, à un quart de tour celle de la
figure 427, à trois huitièmes de tour celle de la figure 428, après quoi on
retombe sur la première position.

On voit que, dans la figure 425, le petit pistou aspire d'un côté et refoule de

POMPES HOTATIVES 277

l'autre ; dans la figure 426, les deux pistons fonctionnent; dans la figure 427, le plus
grand est au milieu de sa course et le petit n'agit plus ; enfin, dans la figure 428, ils
agissent à nouveau tous les deux.

KiG. 425 à 421». — Pompe ii pistou tournant Peck.

Lorsque l'appareil tourne rapidement, le mouvement des deux pistons res-
semble beaucoup au mouvement d'un excentrique ordinaire, et, comme les deux
pistons se vident deux fois en un tour, le mouvement du liquide est bien régulier.

On s'est servi surtout de cette pompe pour pomper les moûts, les huiles, les
eaux ammoniacales. Elle peut servir à épuiser des gaz ou de Tair, sans nécessiter de
grandes dimensions.

Pompe Oddie. — Cette pompe, connue sous le nom de pompe à actions positive
et centrifuge combinées, est représentée par les figures 430 à 433 ci-jointes (').

L'intérieur de la pompe est constitué par un tambour en fonte avec aileltes en

(') Engineering, mars 1892.

278

POMPES A MOUVEMENT CONTINU

bronze phosphoreux assez semblable à celui d'une pompe centrifuge ; Teau arrive par
la partie centrale du disque, et Técoulement a] lieu par un orifice ménagé à la péri-
phérie sur Tenveloppe formant corps de pompe.

FiG. 430 à 433. — Pompe mixte Oddie.

Le disque est calé sur un arbre excentré dans le corps de pompe (fig. 430), de
sorte que les volumes occupés par Teau vont en croissant de l'aspiration au refoule-
ment ; on voit que, sous Tinfluence de la force centrifuge, l'eau arrivera par B pour
sortir par C {/ïg. 431).

Les ailettes du tambour portent à leur périphérie des alvéoles dans lesquelles
sont emmanchées des palettes mobiles D, terminées par une sorte de sabot R
faisant partie d'un panneau segmcntaire {fig. 432), et chaque ' panneau est muni
d'une branche en saillie s'ajustant dans un renflement H, placé au centre du cou-
vercle.

On voit qu'ainsi les sabots E sont disposés de façon à presque toucher le corps
de pompe, formant ainsi un joint pratiquement étanche. On comprend que, si la
pression de l'eau s'exerçait directement sur les sabots et les appuyait sur le corps de
pompe, on aurait un frottement et une usure considérables. Au contraire, avec la dis-
position adoptée, les efforts se transmettent par le panneau ; il n'y a pas frottement
de E sur le cylindre, mais seulement frottement dans le rendement H, sur la tige
effilée F', qui est ajustable.

La figure 430 montre, de plus, la quantité d'eau débitée ; on y voit qu*un espace

POMPES HOTATIVES

279

Elévation
yerlicale

Fio. 434 à 437. — Pompe Klein.

Sso POMPES A MOUVEMENT COXT[Nr

est plein d'eau, un autre en remplissage, un troisième vient de se vider, enfin un
quatrième est en train de se vider ; de sorte que, chaque espace se vidant en un
tour, la quantité d'eau ainsi débitée est plus grande que la capacité de la pompe
entière.

Toutes les pièces de la pompe sont interchangeables.

La pompe décrite débitait 140 mètres cubes à Theure ; elle occupait un espace de
moins de deux pieds sur trois; le poids total de sa machine était inférieur à
8 tonnes.

Pompe Klein. — MM. Klein, Schmoll et Gaertner ont construit, il y a quelques
années, une pompe rotative d'un genre particulier, caractérisée parce fait qu'elle est
mise en mouvement par un moteur fonctionnant de la même façon qu'elle.

L'appareil se compose [fig. 434 et 435) d'un cylindre vertical en fonte partagé en
quatre compartiments par deux cloisons dont les figures donnent la disposition. Un
piston, composé d'un manchon portant deux ailes rectangulaires diamétralement
opposées, peut prendre dans deux compartiments im mouvement alternatif. Les deux
autres compartiments sont munis chacun de deux soupapes, qui établissent la com-
munication avec l'aspiration ou le refoulement.

Le fonctionnement est très simple : Dans le compartiment A, on fait arriver
alternativement sur les faces verticales du piston, au moyen d'un tiroir, un fluide
moteur, la vapeur ou Tair comprimé, et l'autre partie de ce piston aspire, au moyen
des orifices L et L, l'eau dans les compartiments de chaque côté et la refoule ensuite
à la façon d'une pompe aspirante et foulante à double effet.

Les inventeurs ont construit différents types plus ou moins compliqués, dans le
but d'empôcher les condensations de vapeur dans le compartiment moteur, inconvé-
nient qui n*existe pas quand on peut employer l'air comprimé.

Les figures 436 et 437 représentent un de ces modèles, dans lequel le moteur est
séparé de la pompe, mais en restant calé sur le même arbre.

B. — POMPES ROTATIVES A PLUSIEURS AXES

L'invention des pompes rotatives à plusieurs axes n'est pas récente. On trouve en
effet, dans la Description du Cabinet de M, Gontran de Servière^ un modèle dont je
donnerai l'indication, par curiosité, en faisant remarquer qu'il date de cent quatre-
vingts ans.

Pompe de Servière. — Les deux engrenages A et B (/?</. 438 et 439) sont solide-
ment construits, en bois ou en métal ; la boîte CD, dans laquelle ils tournent, est
jointive et ne présente que deux ouvertures : une largement ouverte en D, une plus
petite en relation avec le tuyau d'évacuation en E.

La boîte est placée dans le puits ou dans le réservoir, d'où elle peut puiser l'eau et
y être solidement fixée, de manière à être toujours ouverte par l'eau. A l'engrenage A,
est fixé un arbre coudé G, réuni par la pièce de fer I à un deuxième arbre coudé H ;
une cheville fixe K, guidant la glissière de la pièce I, établit la solidarité entre les
mouvements des arbres H et G. On voit qu'en faisant tourner la roue L, et par suite

POMPES ROTATIVES

281

le coude H, on déterminera la rotation de A et, par suite, de B. Dans ces conditions,
l'eau sera amenée de D en E, et Tafflux continuel obligera Teau à monter dans le
tuyau.

Fio. 438 et 439. — Pompe de Servière.

Pompe Behrens. — Cette pompe, adoptée comme machine d'épuisement de cale
du Soff^rinOy est une pompe rotative mue par une machine à vapeur rotative, les
deux machines étant de même système et directement attelées Tune sur l'autre.

La figure 440 donne la coupe de l'ensemble de cette pompe. AB est le premier
cylindre à vapeur, A'B' le second. Chacun de ces cylindres est composé de deux por-
tions circulaires réunies par des parties planes. D et E sont les cames du cylindre AB,
D' et E' celles de l'autre ; elles sont calées toutes les quatre sur les deux arbres
en acier F et G, et leurs mouvements sont solidarisés par la liaison d'engrenage MN ;

282

POMPES A MOUVEMENT CONTINT

FiG. 440 à 442. — Pompe Uehrens.
Coupe longitudinale, coupe yy et détail d'une came.

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Fio. 443 à 448. — Pompe Behtens. Coupe ;t (^.9. 440) de la pompe et yy du moteur pendant un tour.

POMPES ROTATIVES 283

ces engrenagep ayant le même nombre de dents, les déplacements angulaires des
cames sont toujours égaux.

Enfin QK est le corps de pompe dans lequel se déplacent les cames S et T, calées
elles aussi sur les arbres F et G.

Les figures 441 et 443 donnent les positions respectives des cames ; la figure 442
donne une vue en perspective d'une des cames : elles sont toutes de même modèle.

La vapeur arrive dans le sens f par Torifice K et sort dans le sens g par l'ori-
fice L. L'eau entrée par V s'échappe par X.

Les roues M et N étant calées une fois pour toutes, de façon à ce que les cames
aient la position relative de la figure 441, toutes les positions successives en résultent
nécessairement: elles sont représentées par les figures 444 à 447.

Cette machine devait élever 30 mètres cubes d'eau par minute à une hauteur de
10 mètres. La vitesse de rotation était de 100 tours par minute.

Pompe « Tambour » Johnson. — La figure 449 représente la pompe rotative connue
sous le nom de « Tambour » et construite par M. Johnson, de Manchester. L'inven-
teur prétend que, grâce à son système, l'eau qui
circule dans la pompe la traverse d'un courant
uniforme et constant, et que, de ce fait, il n'y a
aucune perte de puissance.

Le piston tournant, visible à droite de la
figure, balaie dans sa rotation la paroi cylindrique
du corps de pompe ; de plus, il pénètre dans un
tambour cylindrique grâce à des ouvertures de
forme telle que les frottements soient réduits au
minimum, ne s'effectuant que sur la portion indi-
quée en pointillé sur la figure.

Les deux parties tournantes ont leurs mou-
vements assurés par des engrenages qui doivent p^^, ^^^
être très soigneusement placés; la pompe peut

être actionnée par telle machine qu'on désire, voire même au moyen d'une manivelle
ou d'un engrenage à main ; enfin le tambour tournant, ayant peu ou point de travail
à faire, n'exige pour son mouvement qu'une puissance minime.

Pompe Stewart. — Cette pompe, représentée par les figures 450 et 451, est
construite par MM. Thornston et Gibbin, de Bradford. Elle est appelée « Pompe
rapide ».

On voit qu'elle se compose de deux pistons tournants trilobés, calés sur des
arbres tournant en sens inverse, La particularité est que chaque piston se compose
de deux sections montées sur l'arbre de telle sorte que les lobes de l'une soient en face
des vides de l'autre. Enfin le piston tournant inférieur fait marcher le piston supérieur,
les lobes s'accrochant et agissant comme les dents d'un véritable engrenage. Cette
pompe a, relativement à son volume, un débit considérable et peut tourner rapidement.

Pompe Morgan. — La pompe rotative Morgan n'est qu'un perfectionnement de
la pompe Stewart. Elle est basée sur le môme principe en ce qui concerne la construc-

28 1

POMPES A MOrVEMENT CONTINT

tion et le fonctionnement et n*en difîère que par des détails qui ne sont pas sans intérêt.
Le corps de pompe est disposé verticalement, c'est-à-dire que les axes de rotation

^p^i^fc

Fio. 450 et 451. — Pompe Stewart.
sont verticaux ôt Tensemble du mécanisme [fig, 452) est fixé par des boulons c sur

Fio. 452.

Fio. 453 et i54.

deux poutres verticales B, C, ce qui donne la faculté de pouvoir l'abaisser lorsqu'on
veut puiser l'eau à une plus grande profondeur.

POMPES ROTATIVES

•>«5

Le bâti de la pompe est composé de deux montants verticaux b^ , 6^, auxquels sont
fixés le corps de pompe A et les supports ô^, 63, b^, b^ des arbres E, E^. La com-
mande s'effectue par Tarbre L,qui repose sur une couronne de billes k^ contenues dans
une cuvette en fonte assemblée par des boulons avec la plaque b^. Le mouvement de
rotation est transmis à l'arbre E par un accouplement I consistant en deux plateaux

Fie. 455.

FiG. 456.

Fio. 458.

terminant chaque arbre et portant chacun quatre dents disposées verticalement et en
croix. Lorsqu'on met en marche, les dents i^ viennent rencontrer les dents i^ portées
par le plateau de Tarbre E, lequel transmet son mou-
vement à Tarbre E^ par les engrenages H et H'.

Le support b^ est constitué par
une double fourche dans laquelle
peuvent coulisser deux demi-coussi-
nets /*5, qui permettent, au moyen de
coins /*g {flg, 458), de rattraper Tusure
due au frottement des deux pistons
E3 et E,.
Afin de déplacer les axes parallèlement à eux-mêmes, le support b^ est construit
dans les mêmes conditions que b^\ de plus, il porte une lentille d'acier m^, sur
laquelle repose l'extrémité en goutte de suif de l'arbre E. La lentille m^ tourne sur
une rondelle bombée m^ fixée au moyen d'ergots m! dans 63. L'usure de ce système de
crapaudière se rattrape au moyen de la vis de pression N.

Chaque piston de pompe a la forme d'une roue d'engrenage hélicoïde à cinq
dents et dont le pas serait d'environ six fois la hauteur. Les faces des dents sont
plus longues du côté du mouvement (qui se fait toujours dans le même sens) que de
l'autre, afin d'empêcher que, par suite de l'usure, leur forme s'écarte trop vite du
profil convenable. Ainsi la face e^, de la roue E^ est plus longue que la face e, ; mais,
après un certain temps de marche, elle diminuera et deviendra d'abord égale à 65, et
il y aura symétrie, puis elle se fera plus petite.

Comme dans la pompe Stewart, l'aspiration et l'échappement sont branchés sur
les côtés du corps : o est l'échappement, et o l'aspiration.

Le mouvement de l'eau obtenu dans cette pompe est très régulier, et il n'est pas
nécessaire d'avoir recours à un réservoir d'air.

286

POMPES A MOUVEMENT CONTINU

Pompe Piftin. — La pompe Piftin présente quelques caractères nouveaux et inté
ressants. Tout d'abord, une seule des deux pièces tournantes travaille, l'autre servant
seulement à faire cloison mobile. En second lieu, Tétanchéité est obtenue par le
liquide lui-même et par de grandes surfaces de contact; mais il n'y a jamais contact
absolu entre les deux pistons tournants ; ils ne sont pas ajustés Fun sur l'autre, et
en plusieurs points il y a un jeu de près de 1 centimètre.

(Q)

Vu.. 459 à 461. —Pompe Piftin.

Les figures 459 et 460 donnent deux coupes permettant de se rendre compte du
montage de la pompe.

Le piston inférieur est mis en mouvement par le supérieur, grâce à un engre-
nage ad hoc et n'ayant d'ailleurs à vaincre que des résistances de friction. Il est
sujet à peu d'usure.

Le piston supérieur comporte trois petits pistons montés sur un disque central
s'appuyant par leurs surfaces internes sur un manchon fixe et par leurs surfaces
externes sur la paroi cylindrique du corps de pompe.

Le piston inférieur porte quatre branches raccordées à un cylindre unique et
dont les surfaces extérieures cylindriques s'ajustent, comme le montre la figure 458,
dans une ouverture en forme de croissant pratiquée dans le manchon qui entoure
l'arbre du piston supérieur {fig, 459).

On évite les fuites le long du disque central du piston supérieur au moyen de la
pièce en fer à cheval de la figure 461 ; enfin, la pression sur le piston inférieur est
neutralisée par des conduits tracés au pointillé sur les figures 459 et 460, de sorte
que les segments opposés sont toujours soumis aux mêmes pressions.

Les constructeurs déclarent que des morceaux de bois et des cailloux peuvent
passer dans la pompe et qu'elle donne des résultats excellents jusqu'à des élévations
de 80 mètres.

Pompe Roots. — La machine Roots (ventilateur ou pompe rotative) est bien
connue au moins de nom. Il n'est cependant pas sans intérêt de retracer rapidement
les phases de son histoire et ses successifs perfectionnements.

Elle se composait primitivement de deux ailes tournantes, ayant à peu près la
forme d'un 8, construites en bois, et dont les positions respectives étaient déterminées
et maintenues par un engrenage rendant leurs mouvements solidaires {fig, 46i}. Les

POMPES ROTATIVES

287

profils empiriquement établis ne permettaient d'obtenir que des contacts approximatifs.

La figure 463 montre le type breveté en 1881 ; les courbes sont plus précises,

les surfaces convexes sont encore seules dressées; la construction de ce type est

rendue malaisée par Tcxistence de courbes de centres variés et de rayons différents.

FiG. 462. — Pompe Roots primitive.

FiG. 463. — Pompe Roots de 1881.

En 1882, nouveau brevet relatif à un type un peu plus perfectionné {fig. 464)^
mais dans lequel la forme des pistons est encore assez compliquée. On la détermine
au moyen du procédé graphique suivant :

— jt-#-- -Tf

FiG. 464. — Pompe Roots de 1882.

Fio. 465. — Pompe Roots de 1883.
JJ'

J et J' étant les deux axes de rotation, on décrit, avec R = ^ comme rayon»
de J et J' comme centres, deux cercles dits cercles primitifs ; des mêmes points

âB8

POMPES A MOUVEMENT CONTINU

comme centres, avec un rayon R' plus faible, et que le brevet n'indique pas, on décrit
deux autres cercles, dits cercles inscrits ; enfin, on mène les lignes XX, Y Y et ZZ,
qui divisent les circonférences en huit parties égales.

Du point I, rencontre de XX et du cercle primitif, avec un rayon = î (R — R*),
on décrit un cercle qui coupe le cercle inscrit aux points I2 ; le point I3 étant à Tinter-
section de ZZ et du cercle primitif, on décrit de I^, avec I3L3 comme rayon, un arc
de cercle I^T ; quant à Tare concave, il est décrit, de O comme centre, avec un
rayon OS = Ijl,. Le point 0 est sur YY,et tel que 01, = Ijl,.

Le raccord des deux arcs se fait au moyen d'un arc de cercle décrit du point 4 du
cercle inscrit avec un rayon = 4/3 (R — R').

Enfin, en 1885, un brevet définitif fixe la forme reproduite figure 46S^ très supé-
rieure aux précédentes et comme efficacité et comme simplicité de construction;
les centres sont en A et B, les rayons AC et BD pour les grandes courbes, AE et
BF pour les petites.

Pompe Thwaites. — Le type original de la pompe Roots — reproduit plus haut
{fig, 462) — avait été construit par MM. Thwaites et Carbutt, de Bradford. Depuis,

la maison Thwaites a cherché à
perfectionner de son côté le type
primitif de l'inventeur.

Les figures 466 et 467 don-
nent deux formes de pistons tour-
nants, qui sont obtenues par des
constructions graphiques dont
on trouvera la description dé-
taillée dans V Engineering du
16 avril 1886.

Je donnerai seulement quel-
ques détails sur la réalisation
mécanique de ces pistons. Afin
de les construire rapidement et à
bon marché, M. Thwaites a établi
des machines-outils spéciales, qui
donnent exactement la forme
voulue.

Les machines sont de deux

sortes: 1® celles pour produire

des pistons entièrement en fer

(/î^. 468 à 471), et 2^ celles pour produire des pistons ayant des surfaces en bois

(/%)r. 472et473).

Dans la première catégorie, il y a deux variétés, une pour raboter les courbes
convexes, Tautre pour raboter les courbes concaves. Dans la première, le piston
tournant est monté sur un mandrin porté dans des supports et fixé solidement de
manière que le plan passant par les axes des deux parties du piston soit vertical.
La coulisse qui reçoit le porte-outil n'est pas droite, comme d'habitude, mais bien
<)urviligne et tracée suivant le profil de la figure 466 ou de la figure 467. Il s'ensuit

Fio. 466 et 467. — Pompe Thwaites.

POMPES HOTATIVES

289

donc que, lorsqu'on fait mouvoir le porte-outil dans sa coulisse, Toutil coupera le
piston suivant le profil requis. Pour les profils concaves, le principe est le même.

Si on se reporte aux figures, on voit : en A, le piston porté par le mandrin B ou
par trois mandrins analogues, et, en D, le porte-outil se déplaçant sur le guide
courbe C, fixé lui-même sur la coulisse E.

Fio. 468 à 471. — Machine» Thwaites pour la fabrication des pistons de pompes {fig. 472 et 473) entièrement en fer.

Au dos du guide C se trouvent deux rochets F, actionnant des vis G, qui
mettent en mouvement des roues J|, et, de là, une série de pignons H et de roues
intermédiaires J.

A chaque allée et venue sur la table de la machine, les rochets F reçoivent le
mouvement du levier L venant en contact avec les blocs M ; dès lors, les pignons U
actionnent les crémaillères N des porte-outils D.

LES POMPES.

290 POMPES A MOUVEMENT COiNTINU

Le façonnage des parties concaves est indiqué sur la figure 471. On voit quatre

«S

a
o
•Si

outils M en train de façonner les extrémités convexes du piston, tandis qu'un porte-
outil radial O, qui travaille sur un centre fixe, est en train d'aplanir la partie concave.

POMPES HOTATIVES

291

Les figures 472 et 473 montrent la machine à faire les pistons ayant un cadre
en fer et couverts de bois; ce n'est qu'une variété de machine à façonner le bois. A
une extrémité du banc, est fixé un modèle en fer exactement semblable au piston fini;
ce modèle est apporté sous les couteaux abaissés, au moyen des vis K et du volant M,
jusqu'à venir reposer sur le modèle. Les vis d'arrêt O sont alors ajustées à la partie
inférieure des tiges N, et les couteaux sont relevés ; ils sont plus tard mis en
œuvre, et le conducteur les abaisse successivement jusqu'à ce qu'il arrive aux vis
d'arrêté

Pompe Greindl. — Nous emprunterons une grande partie des renseignements
qui vont suivre au travail de M. Poillon {Traité des pompes et machines à élever les
eaux)y qui s*est particulièrement consacré à l'étude et à la divulgation de ce type de
pompe.

I I

Kio. 414. — Pompe Greimil.

FiG. 475. — Coupes des sections
d'écoulement suivant les plans 1 à il {fig, 474).

Les deux inconvénients qu'on a cherché à éviter dans la pompe Greindl sont :

1^ Les frottements et l'usure qui résultent du désir d'avoir des organes absolu-
ment jointifs pour éviter les faîtes;

2° Les compressions d'eau ouïes évacuations forcées par des orifices trop faibles
qui — lorsqu'elles se présentent pour certaines positions des organes — ont pour
conséquence de fatiguer la machine et de créer d'importantes résistances passives.

La pompe (fig. 474) se compose d'une caisse dans laquelle se meuvent deux rou-
leaux cylindriques tangents, dont l'un (celui de gauche) porte deux palettes, tandis

1. Voir aussi la machine iVAllday (G. Richard, Traite des machines-outils, vol. 1, p. 322).

•202

POMPES A MOUVEMENT CONTINU

que l'autre porte une échancrure épicycloïdale dans laquelle les palettes peuvent
pénétrer avec jeu.

On voit qu'un seul sens de rotation est possible, celui indiqué par la figure, et
qu'en somme les palettes sont de véritables pistons aspirant l'eau et la refoulant tour
à tour.

FiG. 476. — Pompe Greindl.

FiG. 477 — Pumpe Greindl sans échancrures.

Les deux rouleaux sont montés sur deux arbres parallèles munis d'engrenages
rendant leurs mouvements solidaires ; mais l'engrenage du rouleau échancré est tel

Fio. 478. — Pompe Greindl à deux rouleaux.

a" C ^ l

FiG. 479. — Pompe Greindl à huit palettes.

que celui-ci tourne deux fois plus vite que le rouleau à palettes, de sorte que l'échan-
crure unique suffit au service des deux palettes. Ainsi la séparation de la chambre

POMPES ROTATIVES

293

d'aspiration et de la chambre de refoulement est assurée par le contact cylindrique de
Textrémité d'une palette avec le fond de Féchancrure également cylindrique et con-
centrique à son arbre.

Il y a donc séparation sans emploi de garnitures frottantes, sans nécessité déposi-
tions mathématiquement déterminées, enfin sans coincements possibles; la paroi de
l'échancrure est d'ailleurs brute de fonte, et un fort jeu est laissé à l'entrée et à la
sortie de la palette dans Téchancrure du rouleau.

Les engrenages dont il a été plus haut parlé sont à doubles chevrons et alter-
nés, car le rouleau de droite ne travaille réellement que pendant i/6 environ de sa
révolution.

Kui. 480 à 48J. — Pompe Grenidl [fij. 48i}. — Positions successives des palettes.

Les sections offertes au passage de Teau, tant à l'aspiration qu'au refoule-
ment, ont été étudiées de manière que la vitesse d'une même molécule liquide varie
peu pendant tout son parcours ; à cet effet, aux points où les sections normales d'af-
flux ou d'échappement diminuent et tendent à créer une augmentation de vitesse des
filets liquides, ceux-ci trouvent des issues supplémentaires, grAco à des poches laté-
rales ménagées aux couvercles.

294

POMPES A: MOUVEMENT CONTLNLÎ

La continuité des efforts à l'aspiration et au refoulement a élé de même recher-
chée soigneusement; on Ta obtenue par Tartifice suivant : Lorsque l'aspiration et le
refoulement ne s'effectuent plus par la palette du rouleau principal, c'est le bec de
l'échancrure de l'autre rouleau qui vient produire le même effort : c'est pourquoi,
pendant 1/6 de sa rotation environ, le susdit rouleau travaille effectivement.

Il résulte de tout ceci, d'après M. Poillon, la possibilité de marcher très vite ou
très doucement, de faire varier beaucoup le débit d'un même appareil sans altérer
notablement son effet utile, d'agir à volonté sur des gaz ou des liquides, etc., etc.;
cette pompe peut au besoin comprimer l'air à 5 atmosphères ; elle fait un vide de 0",700
de mercure.

Les coupes numérotées de 1 à 11 et groupées dans la figure 473 correspondent
aux lignes de coupes de la figure 474, portant les mêmes numéros ; elles montrent
l'intervention des poches dont il a été plus haut question.

La figure 476 donne une disposition à quatre palettes et deux échancrures.

FiG. 484. — Pompe Greindl {fig. 480 à 483).
P, P, P, P, poches latérales permettant le cheminement continu et uniforme de l'eau.
Hauteur de la palette, 420 millimètres.
Longueur de la palette, 900 millimètres.
Distance des axes, 692 millimètres.
Circonférence moyenne, 2.174 millimètres.
Surface de la palette, 3.780 centimètres carrés.
Vitesse de Teau dans la pompe, 2",898.
Nombre de tours, 80.

Volume théorique par seconde, 1.095 litres.
Rendement en volume, 92 p. 100.
Volume pratique par minute, 60'", 800.

Dans un autre genre de disposition [fig. 477), le rouleau échancré a été supprimé
et remplacé par un rouleau à palettes semblable à l'autre ; dans ces conditions, les
engrenages sont simplifiés et la vitesse de rotation des deux rouleaux devient égale.
Cela simplifie la construction et facilite les rechanges. Ajoutons que les caractères

POMPES HOTATIVES

295

mêmes de la pompe ne sont pâs modifiés, et que les passages d'eau sont étudiés et
assurés comme il a déjà été dit.

Donnons enfin, par les figures 478 et 479, les dispositions particulières (pouvant
d'ailleurs varier à Tinfini) à deux rouleaux doubles échancrés et à deux rouleaux à
quatre palettes. Ajoutons, pour terminer, que les figures 480 à 484 donnent la suite
des positions occupées par les pistons dans la pompe à rouleaux égaux.

Cette pompe, dont les dimensions sont visibles (/î^/. 484), est susceptible de débi-
ter 60 mètres cubes par minute à la vitesse de 80 tours; quelques-unes de ses
caractéristiques sont données à la suite de la légende de la figure 484.

Pompe Klein. — C'est une pompe rotative à trois axes construite par la maison
Schaeffer et Budenberg, et comportant un corps de pompe dans lequel se meuvent
troix rouleaux. Deux, identiques, sont évidés et munis de deux ailettes diamétralement
opposées; le troisième est creux, mais sa périphérie, pleine, porte deux palettes
(fig. 484, 485).

Fio. is.'J. — Pompe Klein.

Les trois axes et rouleaux ci-dessus sont munis d'engrenages solidarisant les
mouvements des trois tambours; les figures montrent les diverses positions respec-
tives des rouleaux pendant 1/4 de
tour ; elles se reproduisent simulta-
nément pendant les trois autres.

L'intérêt de cette pompe, c'est
l'uniformité de vitesse de rotation
des trois rouleaux et surtout l'iné-
galité de vitesse circonférencielle
des surfaces frottant l'une contre
l'autre. On évite ainsi les glisse-
ments qui tendent à se produire
lorsque (comme dans la pompe
Greindl) il n'en est pas ainsi, glis-
sements qui ont pour conséquence

une usure anormale et une perte p^^ 43^

d'effet inutile.

Ces inconvénients ne doivent pas se produire dans la pompe Klein, car les
palettes du tambour supérieur ne frottent que sur la paroi du cylindre supérieur et

296

POMPES A MOUVEMENT CONTINU

doivent passer dans les vides des rouleaux inférieurs. Il est, de ce fait, nécessaire
que le calage de ces rouleaux soit bien précis et ne varie pas, sans quoi on risque
d'avoir des chocs, des coincements, des ruptures.

Cette pompe est réversible ; elle peut élever des liquides ou servir de souffleur.
Son rendement est satisfaisant.

Pompe Baker. — Cette machine, représentée figure 486, est une pompe à trois
axes. Les trois tambours tournant dans le corps de pompe sont de construction facile
à comprendre : Tun, A, porte de longues palettes B et C ; les deux autres, F et G,
sont largement évidés, dé manière à livrer passage à ces palettes.

On voit qu'une seule palette agit à la fois, aspirant et refoulant Teau, tandis que
Tautre assure la séparation des chambres d'aspiration et de refoulement.

Des engrenages extérieurs conjuguent les mouvements de ces rouleaux. On
peut craindre seulement un défaut de joîntivité et des fuites sensibles, ou bien des
frottements considérables et fâcheux.

Pompe Noël. — Fondée sur le môme principe que la précédente, elle est cons-
tituée par deux rouleaux réduits à la forme de longs croissants cylindriques et par un
tambour plein à palettes saillantes [fig. 487).

La figure 488 montre la disposition des engrenages en vue de donner aux rou-
leaux inférieurs une vitesse double de celle du tambour supérieur.

POMPES CENTRIFUGES 297

POMPES GENTBIFUaES

Le principe des pompes centrifuges est bien connu ; mais la technique de leur
fonctionnement Test moins. Il est donc intéressant d'avoir des idées précises à ce
sujet avant d'étudier les principaux types de ces pompes. C'est là le but de la rapide
étude théorique qui va suivre.

A. - CONSIDÉRATIONS SUR LES POMPES CENTRIFUGES

Dans une remarquable étude parue dans le Bulletin de la Société de V Industrie
minérale de 1892 et plus récemment dans la Revue de Mécanique (juillet et sep-
tembre 1897), M. Râteau, ingénieur au Corps des Mines et professeur à TÉcole des
Mines de Saint-Etienne, a établi la théorie de ce qu'il appelle les turbo-machines,
c'est-à-dire de tous les appareils ayant pour principal organe une roue cloisonnée
mobile autour d'un axe fixe. Cette étude, qui était particulièrement destinée à l'éta-
blissement d'un nouveau type de ventilateur, possède néanmoins toute la généralité
que son auteur désirait lui donner : je m'en suis inspiré et y ai fait quelques emprunts
dans l'établissement des considérations qui suivent et qui me semblent constituer la
meilleure introduction possible à la revue détaillée et pratique des principaux types
des pompes centrifuges.

Rendement mécanique. — Appelons :

T,„, la puissance effective transmise à l'arbre moteur ;

T/, la puissance perdue absorbée par les frottements du mécanisme ;

Tr, la puissance perdue transformée en chaleur et absorbée par les frotte-
ments et les tourbillonnements du liquide, en un mot par les résistances
intérieures de l'appareil ;

T», la puissance utilisée réellement.

On a d'abord :

T,, = T^ + T, + T«,

en remarquant que toutes ces « puissances » sont exprimées en kilogrammètres, le
mot puissance remplaçant — conformément aux décisions du Congrès international
de mécanique — le terme « travail »,
On a, de plus,
(1) Rendement mécanique p = t^t'

'-m

Hauteurs perdues. — Hauteur créée. — Si on appelle :

Q le débit en volume par seconde
et P le débit en poids par seconde,

298 POMPES A MOUVEMENT CONTINU

on peut substituer à la notion des puissances perdues T/ et Tr celles des hauteurs
perdues correspondantes, telles que Ton ait :

(2) et (3) IV -^' n. = ^;

et, de même, on peut remplacer la puissance utile T« par ce que j'appellerai la
n hauteur créée » correspondante, définie par

Résistance mécanique intérieure. — Par analogie avec la résistance intérieure
d'une dynamo, M. Râteau définit la résistance intérieure d'une turbo-machine par
Texpression :

(5) R. = ^^

dans laquelle Q représente le débit en volume et H^ la hauteur perdue relative aux
résistances intérieures et définie par (3). M. Râteau propose d'appeler « Guibal »
Tunité pratique de résistance intérieure et, dans ces conditions, la résistance inté-
rieure d'une pompe débitant 500 litres à la seconde et donnant lieu à une hauteur
perdue de 2",50 sera donnée par :

R/ = gg 2^ = 196 guibals.

Orifice de passage. — La notion de la résistance intérieure se complète logique-
ment par celle de l'orifice de passage — analogue à la conductibilité intérieure d'une
dynamo — et égale à la racine carrée de l'inverse de la résistance :

'=\/~k

/fi\ /ï — i / — ou bien a = -7==

l'orifice ainsi défini s'exprime en mètres carrés et, par exemple, dans le cas de la
pompe ci-dessus, il serait égal à 0°*2,07.

Notons, en passant, que l'orifice de passage caractérisé par la relation (6) diffère
peu de celui qu'a défini M. Murgue et que les mineurs connaissent bien.

Résistance mécanique extérieure. — H^ étant la hauteur créée, on définit — par
analogie avec la résistance intérieure — la résistance mécanique extérieure par la
relation :

en prenant encore pour unité le « guibal » proposé ci-dessus.

C'est à vaincre cette résistance que sera employée la puissance utile de la
machine.

Ouverture extérieure. — Cette ouverture, i^alogue à la conductibilité extérieure
d'une dynamo, correspond à la résistance extérieure comme l'orifice de passage

POMPES CÈNTRIFLMÎES 299

correspond à la résistance intérieure, par Texpression :

(ii\ û — i/— ou bien û„ = ..-i^'

Cette ouverture diffère peu — si on en applique la définition aux ventilateurs —
de ce que M. Murgue a appelé Torifice équivalent.

Influence de la vitesse périphérique. — Si on considère la roue cloisonnée qui
tourne autour de Taxe fixe de la machine, on peut caractériser son mouvement par
sa vitesse périphérique, que nous appellerons u^^ et par son rayon R|.

M. Râteau a été amené par un raisonnement très simple et très élégant aux
importantes considérations suivantes :

Lorsque l'ouverture Q« reste constante,
le débit Q est proportionnel à la vitesse périphérique u,,
et la hauteur créée H^ est proportionnelle au carré de cette vitesse périphérique u^ .

Ouverture réduite. — Cette ouverture réduite, dans laquelle le rayon de la turbine
est mis en évidence, se définit comme suit :

(9) pour les appareils unilatéraux (à une seule ouïe). (o„ = p^;

(9') pour les appareils bilatéraux (à deux ouïes). . . o)„ =: ^p^'

Nous appellerons « ouverture réduite de marche normale » et nous désignerons
par (o„ celle qui correspond à la marche pour laquelle l'appareil a été construit (pour
laquelle, par conséquent, il a le meilleur rendement) ; la comparaison des ouvertures
réduites de marche normale de divers types de machines construites en vue d'un
même effet à produire est fort intéressante, car plus l'ouverture sera grande, plus la
machine sera ramassée et robuste.

Pouvoir débitant. — Le pouvoir débitant, défini par les relations o = — g-^ (pour

appareils unilatéraux) et B =:= 9 n ^ (pour appareils bilatéraux) (10), caractérise bien

un type de machine donné ; en effet, — toutes autres choses égales d'ailleurs, — le type
qui donnera le plus fort pouvoir débitant sera celui qui aura pour un débit déterminé
les dimensions les plus faibles.

Pour des machines d'un type donné, le pouvoir débitant reste constant lorsque
Touverture réduite reste constante.

On définit comme ci-dessus le pouvoir débitant de marche normale et on le
représente par o».

Pouvoir manomiHrique, — C'est le rapport de la valeur créée H„, pratiquement

u ^
observée, à la valeur théorique donnée par l'expression -^ ; on a donc par définition :

Ce rapport est intéressant, parce que plus il sera fort, plus sera faible la

300 POMPES A MOUVEMENT CONTINU

vitesse u^ nécessaire pour obtenir un effet donné, et, comme les efforts de rupture et
les frottements dans le mécanisme sont proportionnels à u^^^ il est bon que cette
vitesse puisse être rendue aussi faible que possible.

Le pouvoir manométrique de marche normale [x,» se définit comme on Ta déjà vu
pour (!)„ et 8;,.

Conclusions et éléments d'appréciation d'une machine donnée. — Nous avons
donc maintenant à notre disposition, pour apprécier un type de machine donné, les
éléments suivants :

1* Le « rendement mécanique » :

P=7^ (voyez [IJ).

Si on se reporte aux définitions de la hauteur H„ et de l'ouverture û„, on verra
que ce rendement mécanique varie avec Touverture, et on peut admettre, de plus,
que — sauf le cas de turbines lourdes ou de vitesses très faibles — ce rendement
est sensiblement indépendant de la vitesse.

Malheureusement, la détermination expérimentale de ce rendement est délicate
et demande un grand soin.

2* L' « ouverture réduite » et le « pouvoir débitant », qui, sans pouvoir se rem-
placer absolument, donnent néanmoins des renseignements de même nature et
caractérisent surtout les dimensions et, jusqu'à un certain point, les résistances inté-
rieures des appareils considérés. Je rappelle que leurs définitions sont les suivantes :

pour appareils unilatéraux '^ q avecû« = ■ ?

pour appareils bilatéraux

O),,

2K^2

( ..=-^-

%.,!{,'

3* Le « pouvoir manométrique », qui donne sur la vitesse périphérique et, par
conséquent, sur Timportance des frottements et sur les chances de désorganisation
et d'usure, des indications précieuses. J'en rappelle la formule :

(*=,.!•

Il faut remarquer que les trois éléments (o, o et u. ne sont pas distincts, et un
calcul simple montre que la roJation qui les lie est la suivante :

ô = 0) \/2îx ;

de sorte qu'une de ces quantités est déterminée quand les deux autres le sont.

Lorsqu'on voudra se servir des ouvertures réduites ou des pouvoirs débitants
pour apprécier la valeur comparative de diverses pompes, il faudra faire les restric-
tions suivantes : Ce sont seulement les ouvertures et les pouvoirs débitants de
marche normale qui permettraient une réelle comparaison ; or ce n'est pas néces-

POMPES CENTRIFUGES

301

sairement ceux qu'on obtiendra au moyen des essais qu'on aura à sa disposition.
Pourtant, comme le constructeur a tout intérêt à faire les essais dans les conditions
les plus favorables au rendement de sa pompe, on ne s'écartera peut-être pas
beaucoup de ces valeurs-types.

Je ferai enfin une dernière observation : On a vu que, pour une pompe en
allure normale, dont l'ouverture reste constante, le débit Q devait varier propor-
tionnellement à la vitesse périphérique u^, la hauteur d'élévation H^ variant comme
le carré de cette vitesse. Il s'ensuit que, si une pompe était donnée qui fournit dans
de bonnes conditions de rendement un débit q avec une hauteur d'élévation A, il
faudra, si Ton veut obtenir une hauteur 4A (par exemple), modifier en même temps
le débit et le porter à 2g. En effet, la marche étant bonne, il faut conserver la même
ouverture de marche normale pour avoir le rendement maximum; dès lors, la
hauteur croissant comme le carré de la vitesse, c'est que celle-ci doit être portée à la
valeur 2m^, et le débit sera alors 2ç. 11 est donc toujours possible de faire une sem-
blable modification, à condition toutefois de pouvoir mettre assez de puissance
motrice sur la pompe, sans crainte pour les organes de celle-ci; dans l'exemple
choisi, la puissance devrait être huit fois plus grande ; elle croît en effet comme le
cube de la vitesse.

B. - THÉORIE DES POMPES CENTRIFUGES

La pompe centrifuge se compose d'un tambour cloisonné tournant autour d'un
axe fixe entre deux joues parallèles ou coniques. L'eau arrive par un distributeur
dans la direction de l'axe et par la partie centrale de l'appareil ; elle pénètre dans les
aubes et est évacuée à la périphérie de la couronne dans un canal, généralement à
section croissante, qui se raccorde enfin avec le
tuyau de refoulement.

Appelons :

r , la vitesse absolue de l'eau à l'entrée de l'aube ;
u, la vitesse d'entraînement du point d'entrée ;
U7, la vitesse relative de l'eau à l'entrée [fig. 489) .

Si nous construisons le triangle de vitesse
Kah, on voit qu'il faut, pour que l'eau pénètre
sans chocs, que la vitesse to soit tangente à
l'aube, c'est-à-dire que celle-ci fasse avec la
face de la couronne un angle = a.

Appelons de même i?^ , w^ , tr, , les vitesses
absolues d'entraînement et relatives à la sortie;
on aura pour une construction identique l'angle
de l'aube avec la face de la couronne à la sor-
tie, soit a^.

Les joues qui enserrent la couronne étant obliques, on peut faire en sorte que la
surface d'entrée de l'eau soit équivalente à la surface de sortie et, dans ces conditions,
l'équation de continuité donnera :

Fio. 489.

lA)

w sma r- ic^ sma,.

302 POMPES A MOUVEMENT CONTINU

Si on applique le théorème de Bernoulli entre le point où le liquide est au repos
(niveau d'aval) et l'entrée de la couronne, on a, en appelant

Pa^ la pression atmosphérique;

h^ la hauteur d'aspiration ;

p, la pression statique à l'entrée de la couronne,

Si on applique maintenant ce même théorème au mouvement relatif du liquide
dans la couronne, en appelant h' l'élévation du niveau et p^ la pression à la sortie,
on a :

Enfin, appliquant encore ce théorème au mouvement de l'eau depuis la sortie de
couronne jusqu'au niveau d'amont, et appelant t?' la vitesse perdue avec laquelle
l'eau est rejetée et h'' la nouvelle élévation du niveau, nous avons :

(A'") |i!+£l==^+£^ + ;^^

Ajoutant les trois équations (A'), (A*'), (A'") et remarquant que la somme
h -\- h' -}- h = Hy élévatii)n totale du niveau, il vient :

2^11 =: («,2 ^ ^5^2 _ ^^^2) _ (j^2 -|- r* — «,2) — v'^.

Or, on a dans les triangles Aab et BCc^, en mettant en évidence la projection
de la vitesse absolue sur la direction positive de la vitesse d'entraînement :

w^ =1 u^ + r« — 2m (i?),.,
et

M?<2 = K^ + v/^ — 2w^ {v^)„^,
d'où enfin :

( B} 2(7H + I?'» := 2u^ (t;,)«, — 2m (r)«.

Cette équation permet de faire un certain nombre de remarques.

La vitesse absolue d'entrée de l'eau est généralement dirigée dans un plan dia-
métral, perpendiculaire par conséquent à la vitesse d'entraînement m. En tous cas,
lorsqu'il en est ainsi, l'équation se réduit à :

(B,) <Ègli + v' = ^u,(v,U.

Ceci montre que, dans les pompes, on n'a pas intérêt à dimiimer t>^, ce qui aurait
pour conséquence une diminution du premier membre de l'équation.

Si maintenant on cherche à mettre en évidence la direction de l'aube au point de
sortie, on peut écrire :

2^H + V'-^ =r 7/.,2 ^ ^^2 _ .,^^2^

c'est-i-dire :

2^H + v^^ = 2(m^2 — m^m?^ cosa^).

On voit alors qu'on doit chercher à augmenter w^ en réduisant au minimum la

POMPES CENTRIFUGES

303

section de passage (ce qui n'est possible que dans des limites assez restreintes, à cause
de la multiplicité des aubes que
cela entraînerait) et qu'on doit
chercher aussi à donner à cos a^
des valeurs aussi grandes que
possible, c'est-à-dire à a^ des
valeurs aussi petites que les né-
cessités de la construction le per-
mettront.

Nous reviendrons en son
temps sur cette conclusion et sur
la manière dont elle a été réalisée
pratiquement.

Avant de passer à la des-
cription des pompes centrifuges,
il faut encore signaler un procédé graphique d'étude très intéressant que j'emprunte
au Cours de Machines professé à l'Ecole des Mines par Mf l'Ingénieur en chef Sauvage.

Soient en grandeur {fig, 490) :

Fio. 490.

CA = t>,

AB = M,

CB = M>,

et de même :

CE = «>„

EF = «,,

CF=e,.

Portons sur CA prolongée un point I tel que El = EF = xi^.
Je dis que :

En effet, on a

IF ^ v/2^H + V^2.

AI' :^ M,2 — AE-^ = tt,« — xo,^ + v^

IF'i = AP -f- AF« = M<« — tt?,2 + »^2 ^ â^H -i- V,.

Donc déjà IF représente la racine carrée du premier membre de l'équation (B,).
Il y a plus : les angles a et a^ sont en évidence sur la figure, et il est possible d'y
tracer une ligne caractérisant les variations de pression au passage de la couronne,
car l'on a :

kV = W^2 _ j^^2 ^ ^2^

^ — tr^' -f- M?* — r*.

et d'après l'équation ( A*') :

Ar^

+ A'.

Si maintenant on porte AK = V et qu'on fasse AP = AF, la droite IF' = V^ï^/H.

Enfin, on voit que la construction met en évidence les angles a et a^ et permet
de suivre les variations de ces angles avec les données ou les exigences d'un type
donné de machine.

.'Î04

POMPES A MOUVEMENT CONTINU

CONSIDERATIONS SUR L INFLUENCE DU DIAMETRE DE LA DECHARGE
SUR LE RENDEMENT DES POMPES CBNTRIFl CBS

Les facteurs importants à consi lérer dans une installation de pompes centrifuges
sont la longueur et la forme des conduites ainsi que la vitesse de courant la plus
convenable à donner à Teau, puisque c'est un fait acquis que les pertes de rendement
sont le plus souvent dues aux trop grandes vitesses dans les conduits de grande
longueur et surtout dans les conduites ayant des coudes accentués.

Fio. 490 bis.

j
(

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K-

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Oiam.of Pbmp Ciechor9e,lnch«s.
-EFFtClENCIES OF CENTRIFUQAL PUMP8,

6 Ô 10 12 15 18 84-

Otameterof Pump OiscHor^e, Inche».
— VELOCITIES OF DISCHARGE OF CENTRIFUQAL PUMP8,

Fio. 490 ter.

30 36 42 4«

L'étude qui suit a justement pour but de montrer, par des diagrammes établis
d'après des expériences faites sur huit systèmes de pompes construits par six maisons

POMPES CENTRIFUGES 305

diiTérentes, Tinfluence du diamètre de la décharge sur le rendement et sur la vitesse
de sortie.

Les essais ont été faits dans les mêmes conditions, c'est-à-dire avec une hauteur
de refoulement égale.

Le premier diagramme montre que le premier système de pompe a un rende-
ment à peu près constant pour tous les diamètres, et le second indique une vitesse
également peu variable à la sortie, tandis que la pompe numéro 5, en donnant son
débit élevé (que nous appelons maximum pour le distinguer d'un autre moins élevé
pour lequel a été établie la courbe 5 min.), a, pour des dimensions assez peu diffé-
rentes, un rendement très variable : 51,6, — 76,4, — 46,2 pour 0'",038, — 0",030, —
0'»,076.

Quelques constructeurs recommandent une certaine vitesse de Teau dans les
conduites et basent le débit économique sur cette vitesse pour les différentes dimen-
sions de leurs pompes.

Le troisième diagramme montre la perte de pouvoir obtenue dans les conduites
de différents diamètres, lorsqu'on conserve pour chacune d'elles la même vitesse de
la colonne liquide.

La vitesse employée était de 3°',04 ; la longueur de la conduite, 30'",4, et la hau-
teur de refoulement, 9", 14.

Les abscisses représentent les dimensions des conduites, et les ordonnées sont
proportionnelles aux différences entre le travail moteur et le travail utile ou produit.

Comme on le voit, dans le cas de 1 pouce et demi (0'",38), on perd 87 0/0, tandis
que, pour un diamètre de 48 pouces (1",264), on ne perd que 8 0/0.

Nous ne saurions donc recommander cette vitesse constante, surtout pour les
petits diamètres ; il sera bon de se rappeler que cette perte de pouvoir s'égalisera et
deviendra moins forte, si on augmente la hauteur de refoulement à mesure qu'on en
diminue le diamètre.

Ainsi le diagramme montre que, pour une pompe de 6 pouces (0°*, 152) et une hau-
teur de refoulement de 30 pieds (9'»,144), la perte est de 25,7 0/0, tandis que, pour un
refoulement de 40 pieds (12",19), la perte ne serait plus que de 19,3 0/0.

La hauteur de refoulement étant assez limitée, on voit que la pompe centrifuge
est surtout économique lorsqu'il s'agit d'élever une grande quantité d'eau à une
faible hauteur.

Le maximum de hauteur d'élévation d'eau pour une pompe donnée est difficile à
établir par le calcul : l'expérience seule peut le donner exactement; ce qu'il y a de
certain, c'est que l'eau cesse de s'élever quand la pression statique de la colonne
d'eau contenue dans le refoulement contre-balance la plus grande pression qu'on peut
obtenir dans l'intérieur de la pompe; à partir de ce moment, l'eau cesse de monter,
et, si le mécanisme est suffîsamment résistant pour continuer à tourner, le travail
produit se transforme en une élévation de température.

La vitesse de rotation du disque est aussi une donnée importante et excessive-
ment variable, suivant les dimensions et la hauteur du refoulement. Une formule amé-
ricaine donne comme vitesse à la circonférence, en pieds par seconde, 5,674 fois la
racine carrée de la hauteur de refoulement exprimée en pieds.

Ainsi, pour refouler à 36 pieds (10'",96), on tournera à une vitesse tangentielle
de 6 X 3,674 m 34 pieds 044 {10",35).

LES POMPES. '20

306

POMPES A MOUVEMENT CONTINi:
C. — DIFFÉRENTS TYPES DE POMPES CENTRIFUGES

Pompe LeDemours. — Cette pompe paraît être la première application de la force
centrifuge à l'élévation des eaux. C'est à ce titre que nous en donnons le dessin
[fig. 491); le tuyau incliné peut être animé d'un mouvement de rotation, un clapet de
retenue permet à Peau du niveau inférieur d'y pénétrer et l'empêche de revenir en
arrière. Il est évident que, si cet appa-
reil est très simple, il donne, par
contre, un bien faible rendement ; mais,
à Pépoque où il fut présenté (1732), il
ne manquait pas d'intérêt.

Pompe Ducrest. — N'est qu'un per-
fectionnement de la précédente, et je
ne Pindique ici qu'à cause de la dispo-
sition de relais qu'on peut voir sur la
figure 492.

;;^ç>s:^^:;:^:t

Fio. 491. — Pompe Le Demours. Fio. 492. — Pompe à relais Duciest,

Le moteur fait tourner à la fois la première pompe OG et la seconde O'G', qui
s'alimente dans le bassin de déversement de la première.

Pompe Appold. — Cette pompe est intéressante parce que c'est un des premiers

>'L_

«ptJ^*

Fio. 495 et 496. — Pompe Appold.
Détails du tambour.

FiG. 493 et 494. — Pompe Appold.
spécimens de pompe centrifuge présentant dans l'ensemble les dispositions que l'on

POMPKS CENTKIFUGES

307

trouve encore aujourd'hui. Les figures 493 et 494 représentent la pompe Appold de
l'Exposition de 1867 ; le tambour présente 6 aubes courbes; le tuyau C d'amenée
d'eau se divise en deux et l'alimentation se fait à droite et à gauche du tambour. Le
tuyau B de refoulement est unique.

Les figures 495 et 496 donnent les détails du tambour : ce sont deux joues laté-
rales dans lesquelles sont ménagées deux ouvertures centrales pour l'entrée de l'eau.
h est une cloison empêchant la rencontre des deux colonnes d'eau aspirées ; les
aubes c réunissent le moyeu, la cloison et les joues.

Cette pompe fut construite en Angleterre par la maison Easton-Amos et fils.

Pompe Gwynne. — Le premier type, présenté en 1851 par M. Gwynne, ne valait
certes pas le type Appold. Le tambour {fig, 497) n'avait que
trois ailes planes; le rendement était extrêmement faible.
Plus tard, l'inventeur modifia sa disposition primitive, et les
constructeurs, MM. Malo etC'°, établirent sur ses indications
un type plus rationnel [fig, 498 et 499), dans lequel le tam-
bour compte 6 aubes courbes, dont 3 aboutissent au moyeu
et 3 dans le voisinage de l'ouverture d'admission d'eau.
Les joues ne sont plus parallèles, mais coniques. L'aspi-
ration a lieu à la fois des deux côtés du tambour.

MM. Gwynne ont continué à perfectionner le type qu'ils
avaient adopté et l'ont répandu sous le nom de « l'Invincible ».

La figure 500 donne l'ensemble des pompes à conden-
seurs du steamer Gallia de la ligne Cunard. Les machines

motrices ont des cylindres de 0'",280. Les tuyaux d'aspi- I'ompeGMj.y«ne,typeprimi-

aji-i I ^ ,,. tif à aubes planes,

ration et de refoulement des pompes ont 0"*, 457 de diamètre.

Ces deux pompes avaient, paraît-il, un rendement de 70 niHres cubes par minute

lorsqu'on les utilisait à pomper l'eau de la cale.

FiG. 497.

Fio. 498 et 499. — Pompe Gwynne à aubes courbes.
Des pompes de même système ont été installées sur divers steamers. La figure 501

308

POMPES A MOUVEMENT CONTINU

donne la vue d'ensemble d'une des deux pompes du Servia^ de la grande ligne de
TAtlantique. Chacune de ces pompes fait aisément 250 révolutions et, employée
comme pompe de cale, aspire facilement 15 à 17 mètres cubes par minute.

Fir.. -iOO.
Pompes à condenseurs du (iallia. Type Gwijnne.

FiG. 50 1.
Pompe Gwynne du Seivia.

Fin. 502 et 503.

De nombreuses pompes Gwynne fonctionnent en Hollande. Le Génie civil
signale dans son numéro de mai 1892 la pompe installée pour le service du « Groote
Ypolder )>. Cette pompe, actionnée par un moteur compound qui fait corps avec elle,

a donné aux essais faits par M. l'ingénieur
Klink Sterk, rapporteur du conseil de
« Groote Ypolder », les résultats suivants :
Chevaux en eau montée à 3",60 de hau-
teur = 10i,8.

Consommation de charbon par heure et
par cheval en eau montée = l''»,763.

Rendement (rapport des chevaux en eau
montée aux chevaux indiqués) = 0,656.
Une application intéressante de ces pompes a été faite en Russie pour les irriga-
tions. La pompe est montée sur une machine locomobile alimentée à Thuile lourde
ou au pétrole.

Le brûleur (pulvérisateur Tchippournoff) est représenté figures 502 et 503 ; on
voit que la branche d'arrivée de vapeur est à angle aigu avec celle qui amène l'hydro-
carbure et qu'on peut, au moyen des languettes mobiles bien visibles sur la figure,
régler les débits respectifs des deux branches.

Ces appareils donnent, dans les vastes domaines où on les utilise, de très bons
résultats.

Les figures 504 et 505 donnent, d'après YEngineer (mai 1897), l'aspect d'une ins-
tallation récente; chaque pompe est capable de rejeter 125 mètres cubes d'eau par

POMPES CENTRIFUGES 309

minute avec un tuyau de décharge de 0^,900 do diamètre ; la machine motrice est

Fio. 504 et 505. — Pompe Gwfjnne.

une compound tandem dont les cylindres ont 0™,375 et O^^eTS de diamètre avec une
courbe de 0°»,500.

Pompe Harant. — Cette pompe comporte une couronne annulaire aubée
faisant suite au tuyau d'aspiration de Teau et destinée à assurer sans choc le chan-
gement de direction du liquide. C'est autour de cette couronne fixe que tourne
sans frottements le tambour cloisonné qui constitue le principal organe de la
pompe.

Le tambour est muni de 6 aubes courbes dont la forme est étudiée de manière à
ce que Teau y pénètre sans choc et en sorte avec une taible vitesse; Taxe de rota-
tion de la pompe est disposé du côté opposé à l'aspiration d'eau, ce qui permet

Fio. 506 et 507.— Pompe Uaranl de l'Exposition de 1878.

d'éviter les introductions d'air; les figures 506 et 507 donnent, d'après la Nature de

juin 1879, l'ensemble de ces dispositions : une des plaques de fermeture porte

la couronne fixe et l'aspiration, l'autre le presse-étoupe de Tarbre et le refoulement.

D'après le constructeur, le débit de cette pompe serait proportionnel à la vitesse

310 POMPES A MOUVEMENT CONTINU

de rotation et la force ascensionnelle au carré de cette vitesse, ce qui correspondait à
une « ouverture extérieure » constante et aussi à un « pouvoir manométrique » cons-
tant; en tous cas, c'est un appareil simple et susceptible de multiples applications, ce
qui lui a valu une médaille d'argent à l'Exposition de 1878.

Pompes Allen. — Ces pompes centrifuges, de construction simple, ont été primi-
tivement établies en vue d'assurer l'alimen-
tation d'eau des condenseurs à surface em-
ployés sur les navires. La pompe est alors
actionnée directement par une machine ver-
ticale et peut servir en même temps de
pompe d'épuisement.

La figure schématique 508 donne l'idée
d'une installation complète.

BlyVipi

FiG. :i08.
Installation de pompes Allen sur les navires.

Fio. r.09.
Pompe Allen.

La figure 309 représente, d'après Y Engineering d'octobre 1881, le dispositif
adopté par plusieurs des constructeurs de navire de la Clyde et dont les caractéris-
tiques sont les suivantes :

Diamètre du cylindre de la machine motrice r/ z= O'",2o0

Course de son piston c=0 ,250

Pression de la vapeur à l'admission 7 = 7 kilog.

Dans ces conditions, la pompe peut assurer le service d'un condenseur à surface
suffisant pour une machine marine de 4.000 chevaux en tournant à 160 tours et débi-
tant 15 mètres cubes par minute; si on veut utiliser la pompe à l'épuisement de
la cale, on peut la faire tourner à 260 tours par minute et élever l'eau à 7'",S0 de
hauteur.

L'amorçage de la pompe se fait au moyen d'un éjecteur spécial.

Une installation plus complète, comportant 2 pompes mues par 2 machines

POMPES CENTRîFUf;ES

3ii

couplées, nous est donnée par YEngineer de novembre 1883 et fut faite aux docks de
CardilT (/î.^. 510).

Les deux machines à vapeur utilisant la pression à 5 kilogrammes avaient des
cylindres de 0™,37o de diamètre et une course de 0*^,300 ; l'admission était suscep-
tible de réglage, et les machines pouvaient marcher ensemble ou séparément et
actionner, chacune, Tune ou l'autre pompe.

Les deux pompes débitaient jusqu'à 84 mètres cubes d'eau par minute.

Signalons encore (/î^.oll) une installation beaucoup plus récente et bien étudiée
pour le service des docks de Yokohama {Engineer^ novembre i896).

Fie. olO. — Pompe des docks de CtirdiU", système Allen.

Les deux pompes sont conduites par deux machines compound montées en tan-
dem, dont les caractéristiques sont:

Diamètre cylindre H. F d = 0",400

— — B. P rf = 0 ,600

Course commune c=0 ,350

Ces machines, munies de détente genre Meyer, sont disposées de manière à
pouvoir fonctionner ensemble ou isolément ; elles actionnent les! pompes par l'inter-
médiaire des tambours d'embrayage de 1"*,60 de diamètre.

312

POMPES A MOUVEMENT CONTINU

Les pompes font 170 tours par minute et débitent, par des tuyaux deO^ïTSO de
diamètre, 130 à 180 mètres cubes par minute.

Fio. ail. — (iroupe de pompes /l//e/i mues par machines compound, docks de Yokohama.

Pompe Dumont. — Les essais exécutés sur cette pompe à l'Exposition de 1867,
puis renouvelés, en 1869, sur la pompe des docks de Saint-Ouen, Pavaient déjà

Fio. 512. — Pompe Dumont des docks de Saint-Ouen.

Le tuyau G amène l'eau de refoulement dans le presse-éloupe

et permet d'éviter les rentrées d'air par l'arbre.

Fio. 513.
Tambour des pompes Dumont.

signalée à Pattention. Les figures 1S12 et 513 montrent quelles étaient les disposi
tions adoptées.

POMPES gentrifu(;es

313

Le volant était entièrement en fonte; les aubes, venues de fonte avec le moyeu,
étaient reliées à lui par de fortes nervures; enfin , une disposition très ingénieuse évi-

Fio. 514, 515 et 516. — Pompes Dumont.
A, Corps de pompe Tormé des deux coquilles m, m, réunies par des boulons.
R, Roues à aubes calées sur un arbre Q traversant le presse-étoupe K.

C, Tuyau d'aspiration se dédoublant en 2 conduits d, rf, aboutissant au centre de la roue R.
M, Pièces formant douilles et presse-étoui)e.

hy Conduit annulaire dans lequel circule, amenée par conduits u, u, Teau de refoulement.
X, Chambre hydraulique du presse-étoupe réunie par les conduits b aux espaces h.
E, Robinet à entonnoir pour l'amorçage de la pompe.

tait les rentrées d'air par le presse-étoupe. On sait, en effet, qu'il arrive souvent que

314

POMPES A MOUVEMENT CONTIMJ

Tair rentrant dans une pompe centrifuge se cantonne au centre de celle-ci, qui finit
par s'arrêter ; dans la pompe Dumont, la boîte à étoupe reçoit par un tuyau spécial G
Teau du refoulement qui empêche toute rentrée d'air.

Dans les modèles qui furent exécutés plus tard, au lieu que le tuyau soit rap-
porté sur le corps principal, on le fit venir de fonte avec Tenveloppe, de manière à
avoir une circulation d'eau excellente de plus, pour le nettoyage des surfaces et le
refroidissement des parties flottantes.

Les essais de M. Tresca, alors sous-directeur du Conservatoire des Arts et
Métiers, ont donné les résultats suivants :

Diamètre de la pompe 0"*,600

Élévation totale r)",9or>

Nombre de tours pas minute (pompe) 425

— — (machine) 94

Débit de la pompe par minute i5"^,7

Rendement 0,58

Les figures 514, 515 et 516 donnent la disposition modifiée à laquelle je faisais
allusion plus haut, et qui, sauf des modifications de détail, est à peu près le type

Fio. 517. — Détails du clapet de pied
de la pompe Dumoni.

Fio. 518. — Injecteur pour amorçage
da la pompe Dumont.

Fio. 519.

définitif. Les paliers sont longs et on y a évité Taccès de Teau, afin d'y pouvoir assu-
rer un bon graissage à Thuile.

POMPES CENTRlFlir.ES

315

Pour éviter que la pompe ne se vide, on la munit d'un clapet de pied [fig, 517)
et dès lors on peut, pour amorcer la pompe, se contenter de la remplir d'eau par le
robinet à entonnoir E de la figure 5^2.

Dans certains cas, on préférera utiliser pour Tamorçage un éjecteur tel que
celui de la figure 518 ; c'est une sorte de giffard à air extrêmement simple ; il peut
produire un vide de 0",640 de mercure, correspondant à une colonne d'eau de 8"", 70 ;
il permet de supprimer le clapet de pied, qui peut avoir des inconvénients pour les
grandes pompes ou pour celles employées dans les sables mouvants.

Une installation importante de pompes centrifuges Dumont fut exécutée à l'arse-
nal maritime de Toulon pour épuisement des deux bassins du Missiessy, ayant cha-
cun 40.000 mètres cubes de capacité. Chaque bassin communique par 2 galeries
spacieuses avec 2 puisards, dans lesquels on installa machines motrices et pompes
{fiih 519).

Fir,. 520.

Pompe Dumoni

(Toulon).

Fio. 521 et 522. — Machines motrices des pompes d'épuisement Dumont
installées à Tarsenal maritime de Toulon.

La machine motrice est une compound avec condenseur à mélange et dont les
cylindres sont munis de la détente Meyer {fi g, 521 et 522) ; les deux cylindres, dont
les manivelles sont calées à angle droit, ont respectivement 0™,310 et 0",550 de dia-
mètre ; leur course commune est de 0'",5i0.

La pompe, telle que nous venons de la décrire et que la représente la figure 520,
a son axe à 4", 53 du radier du bassin et à O^jSO au-dessous du niveau des plus
hautes eaux. Le diamètre du disque est 1",600, les tuyaux d'aspiration et de refou-
lement ont 0",500 de diamètre, la vitesse varie de 120 à 210 tours par minute.

316 POMPES A MOUVEMENT CONTINMI

Le cahier des charges stipulait que Tépuisement devait avoir lieu en
neuf heures, chaque machine dépensant 160 chevaux ; deux essais ont été faits : dans
le premier, à marche peu poussée, l'épuisement a été eiïeclué en sept heures avec
une puissance de 107 chevaux; dans le second, à marche rapide, il a suffi de
cinq heures et demie avec une puissance de 150 chevaux.

L'effet utile moyen a été de 56 0/0 ; il a atteint 60 0/0 pendant la période où
Télévation a été de 6 à 8 mètres.

Si nous cherchons maintenant les caractéristiques théoriques de cette pompe,
nous aurons à faire les calculs suivants, que je donne comme application de la
théorie, et sur lesquels je ne reviendrai plus.

Une pompe a élevé en sept heures 20.000 mètres cubes d'eau à la hauteur
moyenne de 6 mètres. On a donc :

• H„ = 6 mètres

P = 793 kilog.

R^ = 0",800

U, = ll",7, correspondant à 140 tours par minute.

Ceci posé, le rendement mécanique est donné par :

__ T^ avec T« = 793 X 6 = 4.758 kilogrammètres

P - T« et T,„ =z 107 X 75 ^ 8.025 —

d'où

(!) f= sis =»■=>»•

L'oMver/î<rc réduite est donnée par l'expression :

avec

û« =^ ouverture extérieure

-s/l-.

R^ = résistance extérieure = -ttt^ == 6.800,

d'où enfin :

(2) co„ = 0,17.

Le pouvoir débitant est donné par :

Enfin le pouvoir manomi^trique s'exprime par la relation
(4) ijL = Tt~2 ' ^® ^"* donne u. = 0,43.

POMPES CENTRIFUGES

31";

Ces diverses valeurs nous permettront par la suite de comparer les pompes
Dumont aux autres pompes centrifuges.

Avant d'abandonner ces pompes, il faut signaler un type destiné au dragage et
à Tentraînement des sables ; les figures 523 à 525 montrent les dispositions spéciales
à ce type ; la pompe est plus robuste et aménagée de manière à ce que les palettes,

dont Tusure est rapide, puis-
sent être aisément enlevées et
remplacées. De plus, afin d'é-
viter de trop grands frotte-
ments, le nombre des palettes
a été réduit. On peut ainsi éle-
ver ou transporter des eaux
tenant de 15 à 30 0/0 de ma-
tières solides en suspension.

Si les pompes centrifuges
sont éminemment pratiques

Fio. 523.
Ponipo Dumont. Type pour dragage.
1/2 coupe horizontale. 1/2 coupe verticale.

Fio. 524 et 525. — Pompe Dumont.
Turbines à aubes mobiles en acier.
Coupe du bras par ab.

pour élever à faible hauteur de grandes quantités d'eau, elles n'en ont pas moins été
longtemps écartées des projets dans lesquels la hauteur d'élévation dépassait 10 à
12 mètres. C'est là une question de puissance
disponible, et j'y ai insisté d'autre part.

M. Dumont a étudié des pompes conju-
guées, qui permettent l'emploi de la pompe
centrifuge, avec tous ses avantages, pour des
élévations quelconques; il suffit d'avoir des
pompes disposées de manière que l'aspiration
de l'une soit sur le refoulement de la précé-
dente. Si les pompes ont la même puissance,
ou si le réglage est bien fait, il n'y aura pas de
solution de continuité dans la colonne liquide.

La figure 526 représente une installation
faite aux mines de l'Altaï (Sibérie) et permet-
tant d'élever l'eau à 22 mètres. Les deux
pompes sont actionnées par une dynamo et tournent à 1.330 tours par minute. L'in

Fio. 526. — Pompes Dumont.

Disposition conjuguée employée au.x
mines de l'Altaï pour élever Teau à
22 mètres.

348 POMPES A MOllVKMENT CONTINT

tensité du courant est de 58 ampères avec ilO volts de force électromotrice. Le tra-
vail sur Tarbre est de 517 kilogrammètres (soit un rendement pour la machine de
0,79), et on élève environ 10 litres par seconde.

FiG. 5'27. — Pompes Du;/) o/i/.

Installation provisoire de la ville de Neuchàtel permettant, au moyen de pompes conjuguées,

d'élever Teau à 52 mètres.

La figure 5*27 représente une installation qui assure provisoirement le service
des eaux de Neuchàtel (Suisse). Elle comporte quatre pompes Dumont actionnées
par une turbine et faisant 1.065 tours par minute. Il y avait 2.400 litres d'eau à élever
par minute. Aux essais, on en a élevé 2.700. La hauteur totale d'élévation est de
52 mètres.

Pompe Deoœur. — La vitesse du liquide à la sortie des aubes courbes est, dans
bien des cas, presque entièrement perdue par suite des remous, des frottements et
des chocs ; utiliser cette vitesse, tel est le but que s'est proposé M. Decœur, qui,
dès 1877, publiait à ce sujet, dans les Annales des Ponts et Chaussées ^ un mémoire
qui fut le point de départ de perfectionnements intéressants.

M. Decœur adjoint à sa pompe centrifuge un éjecteur circulaire qui permet
d'utiliser la plus grande partie de la force vive due à la vitesse de Teau à la sortie de
la couronne mobile [fig, 528 et 529). Le tracé des aubes de la turbine est particuliè-
rement étudié, de manière à réaliser l'entrée sans chocs. Une inclinaison de 45* en-
viron sur le rayon à Tcntrée de la couronne semble très convenable. Le nombre des
palettes, qui est quelquefois de 12, se tient plus souvent de 6 à 8, et, pour les modèles
de petites dimensions, il parait avantageux de n'en pas exagérer le nombre.

La roue A effectue sa rotation dans une chambre L, qui se continue par l'éjecteur
circulaire E, qui forme ainsi entre les aubes et le conduit de refoulement un espace
dans lequel la vitesse de sortie du liquide se trouve utilisée dans toutes les directions,
et dans lequel une partie de la force vive du liquide se trouve transformée en pression.
L'eau de refoulement agissant dans le presse-étoupe s'oppose convenablement à
réchauffement des parties frottantes ; les mouvements longitudinaux sont évités par
le moyen d'un palier de butée et d'un coussinet à cannelures bien visibles sur la
figure 528.

Dans l'étude qu'il a faite de la pompe Decœur, M. Gérard Lavergne établit par le
calcul que le rendement théorique maximum possible sans éjecteur est de 72 0/0,
tandis qu'avec éjecteur il peut atteindre 81 0/0. En fait, les résultats obtenus par
cette pompe sont fort satisfaisants, et je donnerai quelques-uns d'entre eux fournis au
cours d'essais comparatifs très soigneusement conduits.

POMPES CENTHIFlir.ES

319

i"" L' Admiaistration des Ponts et Chaussées exécuta, en septembre 1 880, des essais
au Havre, en vue de mettre à sec une forme de radoub de 3.700 mètres cubes de

7|.^^'j™itMHi!ijJjyftjj.- ".wwf. .\^r

r^l.;i^,i:^i..i.^iiiiiA

Pio. 528. — Pompe Decœur.
Ck)upe. Éjecteur circulaire. Garniture hydraulique. Palier de butée.

capacité, avec hauteur maxima de 8 mètres. Voici quels résultats moyens furent
obtenus par la pompe Decœur :

Nombre de tours par minute 540

Durée de Pépuisement 5", 10

Quantité épuisée par minute 8"*^,530

Rendement 0,638

Consommation de charbon par cheval-heure (en eau

élevée) i^»,66

2*» Expériences faites pour la Société des Agriculteurs de France, par M. Tresca
(avrU 1882) :

Nombre de tours par minute 474

Débit par minute 6"»',790

Diamètre de la turbine 0",500

Rendement 0,ti26

320 POMPES A MOUVEMENT CONTINU

3** Essais faits par rAdministration du Génie maritime en 1887 (Extraits du
Mémorial),

Les essais ont été faits avec des hauteurs d'élévation et des vitesses variables.
Je donnerai les résultats pour i. 100 tours par minute et 4, 5, 6, 7 et 8 mètres.

Nombre de tours par minute 1.100

Hauteur Môtres eobes

A 4 mètres Débits par minute : 1,140 Rendements : 0,640

5 — — — 1,070 — 0,705

6 — — — 0,858 — 0,752

7 — — — 0,56i — 0,680

8 — — — 0,286 — 0,485

On voit combien le rendement varie avec les circonstances. Quoi qu'il en soit, il
êe maintient élevé.

Pour terminer, voyons quelles caractéristiques théoriques donne la pompe
Decœur dans les conditions suivantes, qui se rapprochent de la moyenne des essais
du Génie maritiine :

Rayon de la turbine R| 0'",110

Nombre de tours par minute l.iOO

Débit par minute 561 litres

Hauteur d'élévation 7 mètres

On en déduit» d'après les notations précédemment adoptées :

Q = 0,009
P = 9 kilog.
U^ = 12,67
Htt =^ 7 mètres
et par suite :

Rendement p ~ 0,68

Ouverture réduite ^n ^= 0,09

Pouvoir débitant o = 0,06

Pouvoir manométriquc p. = 0,42

Les faibles valeurs de co„ et 8 impliquent, pour un débit déterminé, des dimen-
sions un peu plus grandes que dans les autres types de pompes.

Pompes Nézerauz. — Préoccupé de pouvoir utiliser la pompe centrifuge pour éle-
ver Teau à des hauteurs importantes, M. Nézeraux a imaginé et fait construire par
MM. J. Casse, de Fives-Lille, une pompe d'un type spécial, représentée ici parla
figure 330.

Les deux coquilles formant l'enveloppe de la turbine sont modifiées de manière
à ménager un tuyau de retour E ; entre ce tuyau et l'aspiration K, sont disposés des
cônes F et des tubes récepteurs G, si bien que le fonctionnement est le suivant: La
pompe une fois remplie d'eau, au moyen de l'ouverture O, on met la turbine en
mouvement. Le liquide, en traversant les tubes F et pénétrant dans les tubes G,
entraîne l'air de l'aspiration K, et y fait le vide jusqu'au moment où ce vide est suffi-

POMPES CENTRIFUGES

321

sant pour que ce soit Teau même qui afflue
étant obtenu, une masse
d'eau constante circule dans
la turbine, traverse les affû-
tages F, et entraîne Teau
de l'aspiration. Au sortir
des tubes G, une partie du
liquide est refoulée et éle-
vée, Tautre continue le ren-
dement.

L'auteur, dans la des-
cription qu'il donne de sa
pompe {BullpJin technolo-
gique de la Société des An-
ciehs Élèves des Arts et Mé-
tiers^ janvier 1891), indique
que, grâce à elle, on peut
élever un volume de liquide
V à une hauteur double de
celle à laquelle une turbine
de mêmes dimensions et
marchant à la même vitesse
aurait élevé le volume 2V.
S'il en est réellement ainsi,
cette pompe est un véritable
transformateur d'énergie
(analogue aux Iranslbrma-

de l'orifice K. Alors, le régime normal

Fie. 530. — Pompe Sézeraux.

LES POMPES.

— Tambour de la pompe Decœur.

teurs électriques) ; mais, en l'absence
de documents et d'essais officiels, je
crains que les frottements, d'une part,
et, d'autre part, la force vive absorbée
par le véritable éjecteur qu'est le dis-
positif FG, soient tels que l'on n'ob-
tienne l'augmentation de la hauteur de
refoulement qu'au prix d'une diminu-
tion plus que proportionnelle du vo-
lume refoulé.

Ce type est néanmoins intéressant,
car il peut, dans certains cas, paraître
plus simple ou moins coûteux que les
pompesconjuguées. Je le répète, c'est
une question d'espèce, et les essais
font défaut pour préciser les mérites
de cette pompe. Il faut pourtant cons-
tater que, par sa nature même, cette
pompe a l'avantage de s'amorcer en

32-2

POMPES A MOUVEMENT CONTINU

marche avec des hauteurs d'aspiration de 9 mètres et plus sans qu'on ait à recourir
au remplissage de la conduite, qu'on peut, à la rigueur, supprimer le clapet de

retenue et qu'enfin le désamorçage en

^^.j-, '^^v^-x marche, par suite d'une rentrée d'air, est

yy^^irrr-^.--— .^.^^^ peu à craindre.

/ / / /o# >U::^A\ \ ^1__ Lorsque le niveau qu'il s'agit de pomper

est à grande profondeur, on peut être amené
à placer la pompe dans le puits même, ce
qui est souvent un inconvénient. M. Néze-
raux l'évite en disposant sa pompe comme
le montre la figure 531 : si on place l'appa-
reil d'entraînement loin de la turbine et
qu'on l'immerge au fond du puits, la pompe
agira uniquement comme pompe de refou-
lement, et Ton pourra puiser à des profon-
deurs atteignant 20 et 30 mètres.

On peut utiliser le même système de
pompe à la condensation ; on voit {fig. 532)
que, si l'eau arrive par K et la vapeur par V,
on aura une condensation très convenable ;
les jets d'eau entraînant à la fois la vapeur
condensée et l'air assurent ainsi un vide

fio. 531. excellent.

Pompe ^ézeraux pour puits profonds.

Enfin la figure 533 montre une disposi

w/mi/m/m/m/j/mm,^-.

Fio. 532. — Pompe de condensation Nézeraux.

FiG. 533. — Pompe Nêzevaux à comprimer l'air.

tion permettant d'employer la pompe Nézeraux à faire le vide ou à comprimer les
gaz. A cet effet, on lui adjoint un récipient de forte capacité B, qui communique à la

POMPES r^ENTRIlMir.ES

323

fois avec Taspiration et le refoulement C de la pompe ; lorsque la turbine tourne, il
s'établit un mouvement continu du liquide qui aspire Vair du réservoir pris en D, par
exemple ; on peut obtenir par cette machine un vide allant jusqu'à 720 millimètres.
Si, au contraire, on veut comprimer de Pair, on laissera la chambre E en relation
avec l'atmosphère ; l'air aspiré passera par l'orifice Pdu récipient Bdans le réservoir
où devra se faire la compression.

Pompe Pilter. — Les perfectionnements apportés à la construction des pompes
centrifuges par M. Pilter font Tobjet d'un brevet du 15 décembre 1881 et concernent
principalement la disposition et le ré-
glage des flasques entre lesquelles
tourne le tambour, et de l'affûtage par
lequel l'eau pénètre dans celui-ci.

Dans la disposition de la fi-
gure 534, les aubes H et les fiasques B
sont solidaires et tournent en même
temps ; les bagues M, dont l'ensemble
forme le conduit d'amenée d*eau au
centre de la pompe, peuvent être ré-
glées au moyen des vis D et E, ces
dernières ayant pour effet d'appliquer
les bagues sur la partie centrale des
flasques B assez pour éviter les fuites,
sans pourtant gêner la rotation de la
turbine. Il pourrait arriver que, par ^^*^' ^34. — Pompe i^ilter,

suite des frottements, lesbagues fussent

entraînées dans le mouvement de rotation du tambour ; pour l'éviter, une mortaise a
été ménagée dans une des bagues et on y fait pénétrer une vis de calage G.

Fio. 533 et 536. — Pompe Piller à aubes indépendantes.

Dans la disposition de la figure 536, les aubes A sont tout à fait indépendantes
des flasques : ces dernières sont, au contraire, reliées aux bagues M. Dès lors, les
vis D permettent de régler bagues et flasques symétriquement par rapport à Taxe
de la pompe, les visE de rapprocher ou d'éloigner les flasques du tambour.

324

POMPES A MOUVEMENT CONTINU

IG. ri37. — Pompe Aversenq.

Brevet Aversenq. — Le désir de transformer en pression une partie de la force

vive du liquide mis en mouvement par la turbine, et cela en diminuant les pertes

dues aux frottements et aux remous, a préoccupé
de nombreux inventeurs. Dès août 1874, M. Aver-
senq faisait breveter dans ce but une disposition
dont je dirai quelques mots.

Cet inventeur considère que, si la forme de
la turbine, le nombre et la construction de ses
aubes ont une importance évidente, bien plus
grande toutefois est celle de l'appartement tour-
nant; le brevet Aversenq insiste surtout sur deux
dispositions de cette enveloppe.

Le liquide, en sortant de la turbine, se répand

dans Tenveloppe par un ajutage divergent {fig. 537), dont la largeur minima est

toujours inférieure ou au plus égale à la

largeur utile de la turbine L, et qui se

complète par deux portions rectiligncs

B, B' perpendiculaires à Taxe de rota-
tion.

Indépendamment de cela, le liquide

est guidé à la sortie du tambour par un

nombre plus ou moins grand de canaux

directeurs, constitués par des cloisons ah,

a!b\ a"h'\ dont le tracé est assez variable

(/î^.538).

Ces dispositions, en facilitant le

cheminement de Teau refoulée, semblent

devoir donner de bons résultats : les

essais faits au Havre, en 1880, par TAd-

ministration des Ponts et Chaussées, ont

donné les résultats suivants: Fio. 538. — Pompe Aversenq,

Nombre de tours par minute 471

Quantité d'eau épuisée par minute O^'ïGSO

Rendement 0,59

Consommation decharbonparcheval-heure (en eau élevée). 4''»,135

Ces résultats sont intéressants, car, si le rendement est moins bon que celui de
la pompe Decœur, la consommation de charbon est plus faible, la vitesse est moins
considérable, Tusure aussi probablement.

Brevets Seitz et Park. — Les inventeurs se sont surtout efforcés d'obtenir un
orifice d'aspiration aussi grand que possible et d'éviter ] 'usure anormale des coussi-
nets due à l'introduction, dans les divers organes tournants de la pompe, des sables
et des graviers dont Teau peut être chargée.

La disposition qu'ils ont adoptée, basée sur le principe de « l'arbre-tuyau tour-
nant », peut s'appliquer au type très rudimentaire qu'ils ont construit, ou à tout autre

POMPES CENTRIFUGES

type de pompe centrifuge. Les figures 539 et 540 montrent l'application de leur
dispositif à deux pompes, Tune à simple, l'autre à double action.

Fio. 539 et 540. — Pompe Seilz et Pnrk.

Fio. 541 à 543.

Pompe Seitz et Park double

et détails.

La poulie B transmet le mouvement à la pompe ; elle est placée soit sur un petit
arbre solide C {fig, 639), soit sur Tarbre creux D {fig. 540), et elle fait alors partie inté-
grante de ce dernier ; A est Panneau mobile ou tam-
bour de la pompe ; il peut avoir ou la forme très simple
de la figure, ou toute autre disposition usitée en ma-
tière de pompes centrifuges et étudiée en vue d'un
rendement satisfaisant.

Voyons maintenant les jonctions et les garnitures
qui font l'objet spécial du brevet. F est un anneau de
métal ajusté sur le tambour ou tourné directement
sur l'arbre creux; la première disposition, qui permet
d'enlever et de remplacer facilement cette pièce en cas
d'usure, paraît préférable {fig. 541, 642 et 543).

G est un autre anneau métallique de section en L,
qui vient s'appuyer contre F aussi exactement que

possible, et qui est maintenu dans cette position par les anneaux en caoutchouc G^,
dont le serrage est assuré par la vis H agissant sur un anneau métallique G^;
on peut ainsi réaliser, entre F et G, un contact suffisant pour que la vase, le
grès, etc., ne puissent passer entre ces deux anneaux pendant la rotation, et cela
sans avoir des frottements trop considérables. D'ailleurs, une chambre I, munie
d'un conduit V et d'un robinet d'évacuation, est ménagée paur recevoir le liquide qui
pourrait accidentellement pénétrer; le canal annulaire réservé dans Panneau G doit
être assez large pour se trouver au-dessus de la chambre d'évacuation I, même
lorsque — pour rattraper l'usure — on aura eu à déplacer G longitudinalement.

L'anneau G peut être maintenu dans sa position soit par une vis telle que H
(fig, 539 et 540), soit par l'action d'un fluide agissant dans une chambre M [fig, 541) :
de l'eau par exemple.

On peut ainsi, si on le désire, fermer les robinets et introduire dans les
chambres I de l'eau ou des matières lubrifiantes.

Du côté de l'aspiration, le système de joint est tout à fait analogue ; Panneau N,
également de section en L, s'appuie en bout sur l'arbre creux ; le serrage est obtenu
par les anneaux de caoutchouc O' et par les tiges P, agissant sur l'anneau métal-

326

POMPES A MOUVEMEIVT CONTINU

lique 0 {flg. 539, 540 et 542)^ grâce à ce dispositif, on évite Tentrée d'air à l'aspi-
ration par le coussinet Q.

On voit que, lorsque Tarbre creux tourne, un vide se produit en A, l'aspiration
du liquide s'opère en S, et la pompe est ainsi mise en service ; la figure 543 montre
l'application du brevet à un type classique de pompe centrifuge.

Brevet Hawley. — Lorsque les pompes centrifuges ont à élever des eaux vaseuses
ou chargées de matières solides plus ou moins dures, l'usure des organes est consi-
dérable et notamment celle des coussinets de l'arbre et de l'ajutage d'arrivée de l'eau

dans la turbine.

Le brevet anglais numéro
18.065, dont il est ici question,
a été pris, en décembre 1898,
par M. Hawley, en vue de ré-
duire au minimum les incon-
vénients de cette usure, grâce
à une disposition permettant
l'emploi, aux points les plus
exposés, de revêtements mo-
biles faciles à enlever et peu
coûteux à remplacer.

Nous reportant aux fi-
gures 544 et 545, nous voyons
que l'arrivée B de l'eau est
munie d'un évasement L, dans
lequel vient se loger un revê-
tement G qui, pénétrant jus-
qu'au tambour, protège l'ori-
fice d'admission contre l'usure
due aux tourbillonnements du
liquide, chargé de sable par exemple.

C est le tambour mobile, E l'enveloppe, D l'arbre qui repose dans le long du
palier qu'il nous reste à décrire.

L'inventeur a voulu qu'il fût possible de changer le palier sans enlever l'arbre
et sans démonter les joues de la pompe et, de plus, qu'une lubrification abondante
et efficace y fût assurée.

A cet effet, le support des paliers est en deux pièces; un épaulement h empêche
le mouvement vers l'extérieur, tandis qu'un autre analogue empêche le mouvement
du support vers les joues de la pompe. Pour la lubrification — qui se fait à l'eau par
exemple — une rainure annulaire 1 est en relation avec le tuyau K d'arrivée d'eau;
les conduits longitudinaux 2-4 et les rainures 3-5 complètent le réseau parcouru par
le liquide chargé de nettoyer et de lubrifier les surfaces. En sortant de la rainure 5,
l'eau s'écoule dans la pompe. La garniture P et le presse-étoupe J empêchent, à
l'autre extrémité de l'arbre, l'eau de s'écouler au dehors.

FïG. 544 et 545. — Pompe Hawley.

Pompes Farcot. — La maison Farcot a créé et construit successivement des

POMPES CKNTRIFUfiES

327

pompes centrifuges toujours très bien étudiées et de types divers. Je citerai quelques-
uns d'entre eux.

Des pompes très simples furent installées à Gennevilliers (Service municipal de
Paris), pour élever une partie des eaux d'égouts de la capitale. Les caractéristiques du
problème à résoudre sont la faible hauteur d'élévation requise et la nécessité de
pomper des liquides irh^ chargés de matières solides ayant quelquefois même un

Fio. 546 et 547. — Pompe Farcot de Gennevilliers.

assez grand volume. Dans ces conditions, il est indispensable d'abord d'assurer la
circulation de l'eau par l'emploi de grands orifices, le rendement devenant d'impor-
tance secondaire. La turbine adoptée par M. Joseph Farcot comporte seulement
A cloisons planes radiales et satisfait ainsi au desideratum indiqué. La pompe peut
d'ailleurs être simple ou double.

Dans la pompe simple {fig, 546 à 549), a représente le corps de pompe ; ô, la tur-
bine avec ses quatre ailettes ; c et rf, les deux tuyaux d'aspiration aboutissant chacun
à un œillard x de la turbine; enfin g, le regard permettant la visite delà pompe.

Quelques détails sont à signaler.

Une bague i {fig, 546), venue de fonte avec Tajutage d*admission ou rapportée

328

POMPES A MOUVEMENT CONTINU

sur lui, pénètre dans l'œil du tambour pour chaque œillard^, ménageant une sorte de
rainure circulaire par laquelle les fuites qui se produisent presque toujours à la jonc-

Fio. 548.
Pompe Farcoi, coupe CD {fig, 547).

Fio. 549.
Pompe Farcot, coupe EF {fig, 546).

tion du tambour et de l'enveloppe rentrent dans la circulation générale ; elles forment
ainsi un petit courant dans le sens du mouvement, et leur force vive n'est pas entiè-
rement perdue.

Pour éviter les rentrées d'air par Tarbre, on a fait usage de garnitures hydrau-
liques h^ h! alimentées par les tuyaux R, R' ; mais, pour éviter que Teau ainsi introduite
n'amène du sable, des graviers, etc., qui useraient l'arbre, les rondelles V {fig, 546),
formant garniture, sont disposées de manière que l'eau, avant d'arriver à l'arbre, soit
obligée de filtrer au travers des feutres m et d'y déposer les matières qu'elle tient en
suspension.

Dans la pompe simple, on emploie deux œillards, afin de neutraliser les poussées
qui, sans cela, s'exerceraient d'un seul côté sur l'arbre y.

Dans la pompe double, réalisée par la connexion de deux pompes simples à un
seul œillard agissant l'une sur l'autre, les dispositions sont très sensiblement les
mômes [fig. 550 et 551). Les sections des conduits parcourus par l'eau sont constam-
ment croissantes depuis l'aspiration e jusqu'au refoulement p.

Le groupement des pompes, opéré suivant les indications du brevet Perrigault
(novembre 1864), est tel que Tune des pompes effectue son aspiration sur le refoule-
ment de l'autre, et la disposition des œillards a été étudiée pour que les poussées
s'équilibrent d'elles-mêmes.

liCs pompes de ce type, installées à Gennevilliers, tournaient à 130 ou 140 tours
par minute, avaient un diamètre intérieur de 1°',60 et débitaient 500 litres à la
seconde.

M. Denis-Emmanuel Farcot fit breveter plus tard un type [fig. 552 et 553) dans
lequel la turbine était particulièrement étudiée suivant les considérations suivantes •

Les aubes sont curvilignes, et l'on s'efforce d'avoir la même section à l'entrée et

POMPES CENTRIFUGES

329

Fio. 550 et 551.

-w jîm:

Fio. 532 et 553. — Pompe E.-D, Farcot.

330 POMPES A MOUVEMENT CONTINU

à la sortie du tambour ; à cet eiïet, une couronne rentrante, symétrique ou non, forme
enveloppe ; un volant e est ménagé autour de la turbine.

La courbure d'entrée des tubes est telle que le liquide pénètre en faisant un
angle de 45® avec le rayon ; puis la courbure se redresse pour devenir radiale ou
même dépasser le rayon, aRn d'obtenir le maximum d'effet centrifuge ; enfin l'extré-
mité des aubes est recourbée brusquement à la périphérie, pour que l'écoulement se
fasse à coup sûr en sens inverse du mouvement.

Le liquide, pour passer du tambour au tuyau de refoulement, circule dans une
chambre ^, où s'éteignent les remous et où s'utilise, en se transformant, la force vive
du liquide : cette chambre, dont la section est constamment croissante dans le sens
du mouvement, est constituée par deux parois en forme de spirale.

En 1884-1885, la maison Farcot installa dans la basse Egypte, à Khatatbeh
(province de Béhéva), une usine élévatoire fort intéressante sur laquelle un intéressant
rapport de M. BrùU (Société des Ingénieurs civils, novembre 1886) donne de nom-
breux renseignements.

Il s'agissait d'assurer l'alimentation au moyen de l'eau du Nil, en la puisant à
des hauteurs variables et la distribuant de même, si bien que la hauteur totale
d'élévation pouvait varier de 0",50 à 3 mètres; c'était déjà une première difficulté. 11
fallait aussi (et le prix élevé de la houille rendait cette condition très importante]
avoir une consommation de combustible aussi faible que possible. Enfin, il était
nécessaire d'assurer un débit énorme, puisqu'il s'élevait à deux millions et demi de
mètres cubes par jour.

Le projet Farcot comporta 5 pompes centrifuges à axe vertical directement
actionnées par les machines à vapeur et tournant à faible vitesse. Chaque machine
élévatoire comporte dès lors une pompe centrifuge pouvant donner 6 mètres cubes à
la seconde, avec une hauteur d'élévation de 3 mètres, tournante 32 tours par minute,
et dont l'arbre vertical porte une manivelle directement attaquée par la bielle de la
machine motrice.

La turbine a 3",800 de diamètre et tourne dans un corps de pompe ayant
7 mètres environ de diamètre et 3*", 30 de hauteur; la vitesse circonférentielle est
ainsi de 6", 36. L'œillard plonge directement dans l'eau d'aspiration.

L'orifice d'arrivée de l'eau a 3 mètres de diamètre [fig. 554) et les lèvres exté-
rieures en ont été relevées afin de faciliter l'aspiration de tous les filets liquides,
quelle que soit d'ailleurs leur direction primitive. Un conduit annulaire à section
décroissante double la vitesse et la rend verticale en même temps ; ce conduit est
formé par le pavillon d'aspiration, dont la section passe du diamètre 3 mètres au
diamètre 2", 100, et par un cône renversé dont les bases ont respectivement 0'",300 et
0'»,600 de diamètre.

La turbine même {fig, 534 et 535) a 1",425 de hauteur ; elle comporte des pla-
teaux paraboloïdes et 8 ailettes hélicoïdales, grùce auxquelles l'eau s'élève et s'éloigne
de l'axe simultanément. Arrivée à la périphérie de la turbine, l'eau doit utiliser la
force vive qu'elle possède en éteignant sa vitesse et en s'élevant : ce résultat est
obtenu d'abord dans un canal fermé de section croissante ayant 13 mètres de déve-
loppement, puis dans un conduit circulaire de 1",600 de diamètre, qui lui fait suite
et dans lequel la vitesse ne dépasse guère 3™, 10, enfin dans le canal de refoulement,
qui a 17", 80 de largeur et qui, d'abord circulaire, s'ouvre ensuite pour prendre une

POMPES CENTKII [CKS

331

tfwau^cm$taAtJ(ilimrtiiat»méiûmat*iJCUùUàA4SJâ)

Fio. 534. — Pompe Farcot du Khatatbeh. — Coupe verticale.

FiG. 535.

332

POMPES A MOUVEMENT CONTINU

section rectangulaire de 4 mètres sur 2",60, si bien que la vitesse de Teau à la sortie
ne dépasse pas G", 60.

On voit quelles précautions sont prises pour éviter les remous, les changements
brusques de direction ou de vitesse, etc.

L'arbre vertical chargé de supporter l'appareil tournant ne pouvait avoir sa
crapaudine sous Teau, le graissage en aurait été presque impossible et le mouvement
de tout l'appareil (qui pèse plus de 12 tonnes) rapidement arrêté. On a donc utilisé le

système Fontaine et disposé le pivot hors
d'eau [fig, 556) ; l'arbre est creux, et le
pivot est supporté par une colonne soli-
dement fixée.

Dans ces conditions, le graissage
devient bien plus facile. Pourtant les pre-
miers essais faits au moyen d'une bâche
de refroidissement à circulation d'eau
ayant donné des résultats imparfaits, on
dut avoir recours à un graissage très
énergique [fig, 557 à 559), obtenu par le
moyen d'huile refoulée au moyen d'une
Fig. 557 à 559. pompe assez puissante pour que l'entraî-

nement de tout corps étranger fût absolu.
Le refroidissement de Thuile s'effectue ensuite dans un réfrigérant tubulaire, et il

POMPES CENTRIFUGES

333

est suffisant pour qu'on puisse employer Teau tiède sortant du condenseur pour cir-
culer dans ce réfrigérant. Il y a trois grains, deux en bronze phosphoreux et un en
acier dur; ils sont munis de petites rainures pour la circulation de Thuile.
Les essais faits par M. Brûll sur place ont fourni les résultats suivants :
La machine à vapeur était une Corliss, type Farcot, dont le cylindre avait 1 mètre
d*alésage, et le piston i™,800 de course. L'admission avait lieu pendant 1/8 à 1/iO
de la course. Les diagrammes [fig. 560 et 561), pris sur les deux faces du piston,
montrent la bonne allure des machines.

• j

Fio. 360 et 361. — Pompe Fuvcol de Gennevillievs,
Diagrammes.

La vitesse de rotation des pompes a varié de 33 à 35 tours ; le débit total fut de
27ni3 472 par seconde, et la hauteur d'élévation (supérieure au maximum prévu au
contrat) fut de 3™,13.

Dans ces conditions, le rendement fut de 0,65, et on consomma l^'f,100 environ
de houille par cheval-heure en eau élevée.

Appliquons à ce type la recherche des caractéristiques théoriques que nous pos-
sédons pour d'autres modèles : on a, d'après les notations précédemment adoptées:

Q = 5»»,494

P = 5,494 kilog.
U< = 6,75
n„ = 3,13

et on déduit, par les formules bien connues :

Rendement p = 0,65

Ouverture réduite w« = 0,27

Pouvoir débitant o = 0,22

Pouvoir manométrîque ji = 0,67

Les valeurs relativement élevées de cd» et o montrent que cette pompe a, propor-
tionnellement à l'énorme débit qu'on exige d'elle, des dimensions assez modérées et,
par suite, un prix d'achat et d'installation assez réduit ; la valeur fx, notablement plus
forte que celles que nous avons rencontrées jusqu'ici, montre qu'au point de vue des
frottements, la pompe a été soigneusement étudiée et qu'en somme l'utilisation de
la force vive à l'élévation du liquide se fait assez complètement.

En 1892-1893, la maison Farcot installa des pompes centrifuges à axe vertical
pour le dessèchement des marais de Fos; j'en veux dire quelques mots pour signaler
quelques perfectionnements non sans intérêt.

33 V

POMPES A MOUVEMENT CONTÎM*

Chaque machine devait débiter au maximum 4 mètres cubes par seconde avec
une hauteur d'aspiration de 0'",50, ou bien 2"^, 500 avec une hauteur de l"',oO.

On adopta une pompe {fig, 562) en tous points analogue à celle ci-dessus
décrite, à axe vertical, à pivot hors d'eau, à graissage breveté, etc. Le diamètre de
l'œillard était de 1™,44, celui du tuyau d'évacuation était de 2 mètres à la sortie, enfin
le diamètre extérieur du corps de pompe avoisinait 6 mètres.

Fio. 362. — Pompe Farcot des marais de Fos,

Dans ce modèle, M. Farcot chercha à « équilibrer » la turbine. Le poids des
pièces tournantes ne peut être réduit, imposé qu'il est par les dimensions des organes,
leur résistance, etc. ; on ne peut donc agir — en vue de diminuer les efforts verti-
caux — que sur les poussées exercées par le fluide sur la machine môme. A cet effet,
on a ménagé, entre l'aspiration et la capacité d qui entoure le plateau inférieur de la
turbine, une rainure circulaire 6, qui intercepte la communication entre les deux,
tandis qu'au contraire, entre le refoulement (*) et cette même capacité of, une rainure r
reste ouverte ; c'est donc la pression du refoulement qui agira sur le plateau inférieur.
Inversement, la capacité a, qui entoure le plateau supérieur de la turbine, est en
communication avec l'aspiration par les orifices c et isolée du refoulement par la rai-
nure e ; c'est donc la pression de l'aspiration qui s'exerce sur le plateau supérieur.

Dans la différence de ces deux poussées résulte un effort vertical de bas en haut,
venant en déduction de la gravité, et permettant de réduire les frottements. L'expc-

(I) Le refoulement dont il est ici question est celui de la turbine; il s'agit en somme de la pression
À lit sortie de cette turbine.

POMPES CENTRIFUGES

335

rience a montré qu'il en était bien réellement ainsi et que les rainures b et e for-
maient des garnitures très satisfaisantes pour les pompes à fort débit, les fuites étant
proportionnellement très faibles.

Le graissage des trois grains est assuré de la façon suivante : Une cuvette annu-
laire fixe maintient le bout dans un bain d'huile et, par surcroît de précautions, on
établit une circulation d'huile au moyen d'une pompe ; cette huile arrivant au centre
de l'arbre creux traverse les grains et vient déborder dans le réservoir. Il circule
ainsi 2 ou 3 litres d'huile par minute.

Les essais contradictoires, faits par le constructeur et par M. Louisse, représen-
tant de la Compagnie agricole de la Crau et des Marais de Fos, ont fourni les résul-
tats suivants (Société des Ingénieurs civils^ janvier 1894).

Les rendements ont été de 0,57, 0,66 et 0,71 respectivement avec hauteurs d'élé-
vation de 1°»,50, \ mètre et 0",50.

La consommation de houille par cheval-heure, en eau montée, a été environ de

Enfin on a constaté que les débits prévus au contrat pouvaient être aisément et
notablement dépassés.

Pompes-turbines Hather-Re]rnolds. — Afin d'obtenir des refoulements d'eau à

Coupe XX.

Fio. 563 à 568. — Pompe-Turbine Mather-Rei/nolds.
grandes hauteurs sans avoir recours à des pompes conjuguées « distinctes »,

336

POMPES A MOUVEMENT CONTINU

MM. Mather et Plaît ont créé un type réversible pouvant fonctionner comme pompe
ou comme turbine avec d'importantes hauteurs d'eau.

Les figures 563 à 568 donnent les détails de Tinstallation.

Le fonctionnement est le suivant : Teau aspirée passe par une série de compar-
timents successifs, munis de cloisons directrices et de roues aubées, et fonctionnant
comme autant de pompes accolées, pour chacune desquelles Teau serait guidée à l'as-
piration et au refoulement : ainsi la force vive est, de proche en proche, transformée
en pression par extinction de la vitesse du liquide.

Nous reportant aux figures 563-568, nous suivrons facilement la marche de l'eau;
elle arrive par l'orifice A et pénètre dans la boîte d'aspiration a, d'où elle passe dans
le premier compartiment en traversant la paroi de séparation par des orifices 6,
ménagés dans celle-ci à sa périphérie.

Le compartiment G est séparé en deux par une cloison perpendiculaire à Taxe
et ménageant autour de l'arbre une ouverture annulaire h' ; à droite de cette cloison
se trouvent des directrices radiales, grâce auxquelles les remous sont évités, et qui
conduisent le liquide jusqu'à l'orifice h' ; à gauche de cette cloison, se trouve une roue
aubée calée sur l'arbre moteur S, qui prend l'eau arrivant par h' et la renvoie sur les
directrices F, qui la conduisent sans chocs jusqu'à l'autre orifice h du second comparti-
ment. . . et ainsi de suite, jusqu'au refoulement final par A'. Les roues aubées successives
dites « impulseurs » sont calculées de manière à ce qu'en agissant sur la même masse
d'eau elles lui communiquent une pression finale somme des pressions successives
obtenues respectivement dans chacun des compartiments.

L'arbre S tourne dans des coussinets M et N; ce dernier, situé dans la boîte
d'aspiration, comporte une rainure dans laquelle un tuyau P amène de l'eau à la

pression du refoulement, constituant
ainsi un joint hydraulique destiné à
éviter les rentrées d'air.

Ces pompes, dont les usages sont
très variés (incendie, arrosage, épuise-
ment, etc.), peuvent être disposées de
manière à être mises en œuvre par
courroies, ou bien par un moteur à va-
peur à action directe, ou enfin par une dynamo {fig. 569). Le type présenté dans cette
figure et dans les précédentes est à deux turbines et assure les refoulements jus-
qu'à 30 mètres ; les rendements seraient, parait-il, aussi bons pour des refoulements
moindres obtenus par la même machine.

Fig. 569.

CIIYAUXTÂn»

V I T K s s E

TRAVAIL DE LA

POMPE

fournis à la

Nombre

- - - —

RENDEMENT

Vide à l'aspi-

Pression

Hauteur

Débit

Travail

de la

courroie

de tours

ration
ct-ntimètrcs

totale

produit
en

POMPE

de la pompe

par minute

de mercure

reroulement

d'élévation

chevaux-vapeur

kilogrammes

mètres

mètres cubes

0/0

60,6

502

31,75

2,245

36,60

4,2;u

34,0

56,1

62,7

502

35,50

2,098

35,08

4,406

33,8

34,0

74,2

514

38, »

2,245

37,52

4,991

41,2

35,5

56,7

504

30,50

2,196

35,84

3,957

31,0

5i,7

POMPES CEM'KIFUr.ES

337

Le tableau précédent résume des essais faits sur une pompe à quatre turbines avec
tuyau de 254 millimètres à Paspiration des hauteurs d'élévation de 15 à 150 mètres.

Pompes oentrituges Schabaver. — M. Schabaver, dans ses études, a toujours
considéré la pompe centrifuge comme une turbine renversée, Tune étant par rapport
à l'autre, comme il le dit lui-même, ce qu'est la dynamo par rapport au moteur élec-
trique. Mais, si ces deux dernières machines ont à peu près le même rendement, il est
loin d'en être ainsi pour les deux machines hydrauliques : en effet, alors qu'avec une
turbine on arrive à un rendement de 0,80, on n'obtient d'ordinaire avec la pompe
centrifuge que 0,60 à 0,65.

Fio. 570 et 571.

Pour arriver à une meilleure utilisation de la force motrice et à une hauteur
d'élévation de l'eau plus considérable, l'inventeur s'est appliqué à réaliser, dans la
mesure du possible, les conditions établies par les théorèmes généraux de Phydro-
dynamique. Pour cela, la pompe {fig, 570 et 571) est munie de distributeurs en face
de chaque œillard, lesquels distributeurs assurent l'entrée sans chocs du liquide et
le dirigent sans changements brusques de direction sur l'appareil tournant, dont les
aubes sont disposées de manière à arriver tangentiellement au moyeu.

L'eau soumise à la force centrifuge s'échappe ensuite dans un éjecteur circulaire
dont les génératrices sont inclinées de 6° sur l'axe et qui est une spirale. L'entrée
dans cet éjecteur se fait par une fente circulaire et étroite, réalisant ainsi un orifice
cylindrique en mince paroi ; on sait que tous les ajutages font subir aux filets liquides
des frottements proportionnels à leur longueur, et que c'est avec Porifice en mince
paroi que celle-ci et celle-là sont réduites au minimum; de plus, cet orifice est de
construction facile, et ses dimensions sont toujours facilement comparables d'un cas
à l'autre. Enfin l'eau est guidée, au sortir de la roue, par des ailettes courbes dont le
premier élément est tangent à la direction de la vitesse absolue de Peau, qu'on
obtient en composant la vitesse tangentielle et la vitesse centrifuge.

LES POMPES.

338

POMPES A MOUVEMENT CONTINT

M. Schabaver a exécuté des expériences avec sa pompe en vue de prouver que sa
pratique était en concordance avec la théorie.

Les premiers essais ont été faits avec une pompe non munie de distributeur aux
œillards, et dont le diamètre d'aspiration était de 10 centimètres, le diamètre de la
turbine étant de 0",400. Une machine à vapeur du type Weyer et Richemond de
25 chevaux ayant un rendement de 80 0/0 (trouvé à l'indicateur et au frein) fournis-
sait le mouvement. L'eau était prise en charge dans un réservoir situé à 0™,60 envi-
ron au-dessus du niveau de Taxe de la pompe.

Deux sortes d'essais furent faits : 1^ essais de rendement en fonction des hau-
teurs de refoulement (débit constant) ; 2** essais de rendement en fonction de débits
(hauteur de refoulement constante).

COURBES DES RENDEMENTS

en fonction des hauteurs

COURBES DES RENDEMENTS

en fonction du débit

Rwdêmêatê

600/0

Sl^^ï^ —

^' "

----i»/!, ^

^— ■ ^-^

^=«^^^

^ .^

-=»^^?^^

-^ "^-^

"S^-^

, ^

^2£^^

°*iï^^

N
V

•

■

700/0

O lA O
Fio. ".72 et 373.

O
(N

^ 5

Les résultats coordonnés de ces deux séries ont fourni les diagrammes que nous
donnons ici {fit/. 572 et fiç. 573) et dans lesquels, il est facile de voir que : i** pour
une pompe de débit donné (compris entre 0 et 30 litres), la hauteur correspondante
au débit maximum est d'environ 15 à 20 mètres ; 2° le rendement a augmenté avec le
débit, pour une même hauteur d'élévation, d'une façon très accusée.

De ces résultats, on peut tirer une conclusion intéressante et bien d'accord avec
la conception théorique des pompes centrifuges : c'est que, dans une pompe centri-
uge, à chaque débit correspond une hauteur de refoulement pour l'ensemble des-
quelles le rendement est maximum.

Une autre série d'essais a été faite pour montrer que la force vive de Teau due à

POMPKS (VKNTHIFi:f;ES

330

la force centrifuge se transforme bien en pression, et cela quelle que soit la vitesse de
rotation.

Pour cela, on a établi par le calcul, et pour les mêmes vitesses, les hauteurs aux-
quelles 1 eau serait élevée d'abord si elle était soumise à la résultante des deux
vitesses, tangentielle et centrifuge, et ensuite si elle était soumise à la vitesse tan-
gentielle seulement. Ces hauteurs ont été groupées en deux courbes (/?^. 57 i). En
même temps, on observait expérimentalement les hauteurs obtenues en pratique, aux
mêmes vitesses, et on en traçait la courbe qui, s'intercalant entre les deux précé-
dentes, justifie le résultat annoncé.

On est arrivé, avec les pompes Schabaver, à élever Teau à une hauteur de
120 mètres dans des conditions plus simples et sans doute plus économiques qu'avec
les systèmes encombrants de pompes conjuguées. Par contre, la nécessité de faire
passer Teau par l'orifice étroit de l'éjecteur ne permet l'utilisation de cette pompe
que pour des liquides no contenant'que peu ou point de matières solides ou sableuses.

POMPES A PETITES HAUTEURS

NUMKROS
des

DIAMÉ

.TRES

NOMBRE

DE TOURS CORRESPONDANT A DES Hj

\UTEURS

D'ÉLÉVATION DE

du disque

des oriBces
d'aspiration et de

—

tournant

refouleraent

2 mctres

4 mètres

«mètrci

8 mitrea

10 mètres

120

1.000

1.300

1.700

2.000

2.250

155

770

1.100

1.300

1.550

1.750

190

100

625

890

1.050

1.250

1.400

220

12o

540

720

920

1.100

1.200

245

150

490

690

820

970

1.100

270

175

440

630

750

880

1.000

720

200

375

530

640

750

850

340

POMPES A MOL VEMENT CONTINU

POMPES A GRANDES HAUTEURS

NCMÉKOS

DIAMÈTRES

NOMBRE DE TOURS CORHESl-ONDANT A DES HAUTEURS

des

"'~~~^"*^^^^^

-^v ^— -

DÉLÉVATION DE U

du disque

des orifices
d'aspiration el de

tournant

refoulement

10 mitru

20 mètre»

30 mètres

40 mètres

50 métrés

60 mètrei

290

900

1.300

i.bOO

1.800

2.000

2.200

350

760

1.100

1.300

1.500

1.700

1.850

410

100

570

810

1.000

1.160

1.300

1.450

500

125

500

710

870

i.ooa

1.200

1.2o0

600

130

450

623

760

900

980

1.100

Nous donnons ci-dessus quelques renseignements-types relatifs à des pompes
Schabaver, et notamment les vitesses à adopter avec un même type suivant les hau-
teurs de refoulement à obtenir.

Des expériences faites en 1898 sur le type 1a de pompe à grande hauteur ont
donné des résultats intéressants, groupés dans le tableau ci-dessous, duquel il
résulte que ces pompes présentent une grande élasticité et peuvent, sans que les ren-
dements s'en ressentent, fournir des hauteurs de refoulement très variables et sou-
vent considérables.

RÉSULTATS d'eXPÉRIENCKS FAITES EN 1898, SUR UNE POMPE CENTRIFUGE A GRANDE HAUTEUR

{Type de 285 millimètres d'appareil tournant,)

DÉBIT

HAUTEUR

NOMBRE

KORCE

RENDEMENT

EN Limn
BecoDde

UN LITKSB

par
minute

d'élévation

UB TOURS

de la pompe
par minute

.NbueSSAIRE

en
chevaux-vapeur

0/0

OBSERVATIONS

litres

litm

mètres

chevaux

4,93

296

1.060

2,04

48,3

I. a force em ployée était

5,09

305

1.160

2,50

48,8

mesurée par un indi-
cateur de pression
sur le cylindre à va-

5,14

308

1.370

3,20

53,5

4,43

267

29.5

1.488

3,69

47,5

31,3

1.878

1.936

29,20

peur et avec un frein

19,5

1.170

2.500

37,08

(le Prony posé sur
l'arbre (le com-

12,1

72()

103

2.700

38,05

786

120

3.010

39,05

mande.

Pompe locomohile (électrique, — M. Schabaver a créé dernièrement un type de
pompe locomobile montée sur son chariot et actionnée directement par une dynamo.
La grande vitesse de rotation de sa pompe centrifuge rend cette application fort aisée
même avec les courants continus.

Cet appareil ainsi compris et facilement déplaçable peut rendre de grands ser-
vices pour les mouvements des liquides dans les caves ou les chais ; Tamorçagedela
pompe est très simple : un entonnoir et un robinet en assurent l'exécution.

Ce môme type peut, avec plus de puissance, servir de pompe à incendie ou
même de pompe élévatoire. Quatre groupes hydro-électriques, établis par MM. Couf-
finhal pour la partie électrique et Schabaver pour les pompes, ont été fournis à la

POMPKS CENTHÏFUGES

marine militaire. Les essais auxquels on les a soumis ont été satisfaisants ; ils sont
analogues. Je ne citerai qu'un groupe d'essais :

SRRVICB D INCENDIE

Dure'e des essais : 3 heures.

NUMÉROS
des

"POMPES

CONDITIONS
de

MARCHE

PRESSION
su

nBKOULRMENT

en kilogr.

VOLTAGE

INTENSITÉ

DÉPENSE
d'énergie

DÉBIT
à

l/llEURE

NOMBRE
de tours

par
minute

Pompes N**» 3 et 4.

Pompe N° 3. . . .

Pompe N^ 4. . . .

Prévues

Pression

4,5

Voltage

75 à 80

Intensité

120

Watts

9.600

Tonneaux

Nombre
de tours

2.010

Réalisées

4,56
4,59

76,7
75,5

122,2
126,6

9.372
9.558

30,744
30,31

1.923
1.933

SERVICE NORMAL

Durée des essais : 3 essais de 8 heures.

NUMÉROS

CONDITIONS

PRESSION

DÉPENSE

DÉBIT

NOMBRE

des

POMPES

M.vnoiiR

REKOULEMBXT

en kilofçr.

VOLTAGE

INTENSITÉ

d'énerpie

à
L*iiErnE

de tours

par
minute

Pression

VolUgc

Intensité

Watts

Tonneaux

Nombre
de tours

Pompes N" 3 et 4.

Prévues

1,5

75 à 80

4.000

1.200

Pompe N« 3. . . .

Réalisées

1,6

70,1

3.855

35,260

1.195

Pompe N° 4. . . .

1,6

73,2

53,3

3.901

36,700

1.191

Pompe Courtois. — Dans ses études, M. Courtois à surtout porté son attention
sur les dimensions à donner aux conduites et en particulier à la conduite d'amenée,
et sur la meilleure forme ou disposition à donner aux aubes.

Dans le but de diminuer les chocs et les remous dus à l'arrivée avec une trop
grande vitesse de Teau dans la pompe, il a augmenté d'une façon notable la section
de la conduite d'aspiration, tout en la laissant néanmoins en rapport avec celles des
ouïes et aussi avec le débit que doit avoir la pompe une fois construite.

Dans une brochure relative à son système, il explique que la meilleure forme à
donner aux aubes aussi bien qu'à la conduite d'évacuation est celle de la courbe
décrite par un point partant du centre, soumis à la force centrifuge et se déplaçant
suivant un rayon.

Toujours dans le but de diminuer les remous, provoqués par les réactions des
couches concentriques les unes sur les autres, se faisant sentir de la circonférence
au centre, il a supprimé la partie des aubes au voisinage du moyeu.

Enfin, l'égalité de section del'aubage nécessaire au débit uniforme a été obtenue
en augmentant l'épaisseur de chaque aube vers la circonférence suivant une courbe
parallèle à la spirale centrifuge de l'aube suivante.

342

POMPES A MOUVEMENT CONTINT

La pompe dont nous donnons les dessins [fig, 575 à 578) a été construite par
MM. Orly et Granddemange. Le cercle polaire des spirales centrifuges a son
diamètre égal au quart de celui de Taubage, et le diamètre du cercle intérieur qui
limite les aubes est égal à 0,4 de celui qui les limite extérieurement.

Fie. 575|{à 578.

Pour remédier à la diminution de rendement qu'on obtient lorsqu'on augmente
le débit de la pompe, diminution causée par les frottements excessifs dus à la grande

Vu,. 570 et 580.

vitesse qu'est forcée de prendre la colonne liquide dans une conduite de section trop
faible, M. Courtois a muni l'extrémité des conduites de refoulement d'un ajutage
dont il peut faire varier la section à volonté [fig, 579 et 580). La construction en est

POMPKS CKNThIKl (;ES

343

1res simple : cet ajutage se compose en eiîet d'un corps à peu près cylindrique dans
lequel on peut faire monter ou descendre, au moyen d'une vis à volant extérieur, un
clapet articulé sur une charnière. Outre cet avantage, ce clapet permet les réamor-
çages pour la mise en marche : en effet, quelque temps avant d'arrêter la pompe, on
le ferme complètement; on débraye la pompe, le clapet du pied se ferme, et la pompe
reste pleine d'eau.

Pompe centrifuge double Dujardin. — Cette pompe (fig. 581-585) est très juste-

Fui. 581 j\ 583.

ment appelée double, parce qu'elle comporte deux systèmes d'aubes situés à une cer-
taine distance l'un de l'autre et por-
tés sur le même arbre.

L'eau est aspirée par la roue
de gauche et envoyée par les ca-
naux intérieurs fixes à celle de
droite qui la refoule. Grâce à cette
disposition imprimant à l'eau un
mouvement tournant de plus longue
durée qui facilite le fonctionnement,
le constructeur prétend obtenir un

meilleur rendement avec une vitesse de rotation beaucoup plus faible.

La pompe est munie de presse-étoupes hydrauliques et d'un canal permettant

l'échappement de l'air qui peut s'emmagasiner à la partie supérieure.

58i.

Fio. 585.

Pompe centrifuge Bernouilli-Barlow. — Dans le but d'augmenter le rendement
des pompes centrifuges, M. Bernouilli-Barlow, de Manchester, leur a apporté divers
perfectionnements qui font l'objet de son brevet anglais numéro 14.926 de 1898.

Le principal perfectionnement consiste à excentrer l'arbre C de la turbine de la
pompe [fîg, 586 et 587), de manière à pouvoir produire le contact de l'extrémité des

344

POMPES A MOUVEMENT CONTINU

aubes avec le corps de pompe sur un très court espace, qui toutefois est suffisant pour
augmenter TeiTet utile de l'appareil .

La pompe ne possède qu'une seule ouïe G, dans laquelle débouche la conduit )
d'aspiration ; l'arbre C porte à son extrémité trois aubes normales au plan de rota-
tion et courbées dans l'autre sens suivant des paraboles. Une paroi mince I solidaire
de l'arbre forme avec les palettes des compartiments ouverts sur leur circonférence
seulement, ce qui diminue les remous et les déplacements d eau dans le corps de
pompe.

Fio. 586.

FiG. 587.

Afin de remédier facilement à l'usure des palettes, on les a faites en deux pièces :
les lames minces B sont raccordées par des boulons au corps de la palette. De même,
au point N où s'opère le frottement des aubes, on a donné à l'enveloppe une forme
particulière qui permet de la remplacer sans changer le tout.

Le tuyau d'échappement est muni à la base d'un ajutage L amenant de l'air com-
primé qui se mélange à l'eau et diir.inue le frottement dans la conduite.

Cette pompe, comme d'ailleurs beaucoup de pompes centrifuges, peut déplacer
de l'eau contenant des matières étrangères. Pour empêcher celles-ci de venir se loger
dans le portage des coussinets, M. Barlovv munit le manchon D d'une chambre M
fermée à l'extérieur par un presse-étoupe, dans laquelle il fait arriver de l'eau sous
pression qui entraîne dans la pompe les graviers incommodants.

Pompe centrifuge Tangye. — La figure 588 représente une pompe construite par
la maison Tangye et C'*, de Birmingham.

Cette pompe ne présente rien de particulier que ses dimensions, qui sont colos-
sales.

Le diamètre de son conduit de refoulement est de 1"*,371, et elle peut refouler
340 mètres cubes d'eau par minute. Son corps est en fonte, en deux parties assem-
blées par boulons, et elle possède sur le côté une plaque qui permet de la réunir rigi-
dement au bâti du moteur à vapeur qui la commande directement.

La machine à vapeur est une compound à deux cylindres et à condensation. Les
diamètres des cylindres sont respectivement de 330 et 634 millimètres, cl la course

POMPES CENTRIFUGES

34Î)

est de 609 millimètres. La pression de la vapeur employée varie de 8 à 10 kilo-
grammes.

iM.i. :iS8.

Pompe hélioo-oentrifuge, système Pinette. — Cette pompe, qui a fait Tobjet de
divers brevets vers 18%, est caractérisée par l'absence d'ouïes.

Au lieu de faire arriver Teau dans la direction de Taxe, M. Pinette la fait entrer
au moyen d'un conduit hélicoïdal semblable à celui par lequel s'opère l'évacuation
dans toutes les pompes centrifuges. La figure 591 montre la coupe A de ce conduit,
qui peut être déplacé par rapport à l'axe, suivant les besoins, de manière à pouvoir
mettre Torifice Q dans une position quelconque.

Le moyeu P de la turbine [fig, 589) porte intérieurement une couronne I venue
de fonte avec des ailes très peu inclinées sur le plan de rotation ; ces ailes ont pour
but de donner naissance pendant leur rotation à une pression longitudinale s'exerçanl
de la gauche de la figure vers la droite, et faisant équilibre à celle de sens inverse à
laquelle le mouvement de Teau soumet le propulseur.

Une ouverture f [fig, 589 et 590), débouchant au-dessous d'un disque de cuivre
fixé en face de la turbine, permet de faire communiquer Içi pompe avec le presse-
étoupe F, dans le but de le refroidir et d'assurer un joint étanche empêchant les ren-
trées d'air.

L'autre extrémité de l'arbre ne sort pas de la pompe, et n'a par conséquent pas
besoin d'un tel système de joint ; le manchon est seulement entouré d'une chambre
de refroidissement à eau.

346 POMPES A MOUVEMENT CONTINU

Le corps du propulseur est fixé sur l'arbre au moyen d'un écrou par le serrage

Fir.. 590 et 591.

duquel on Tappuie sur un épaulement e de l'arbre. Pour éviter que le mouvement de

POMPKS CENTHIPIT.ES

347

Teau n'arrive à desserrer cet écrou, on a fait le bec mm du corps d'aspiration d'un
diamètre égal au sien, et assez long pour n'en être séparé que par un espace assez
court ; cette disposition le protège contre l'action du courant, et empêche son déblo-
cage.

M. Pinette a construit, pour refouler à de plus grandes hauteurs, un système de
pompes disposées symétriquement, et commandées par une poulie située à l'extré-
mité de l'arbre commun {fig. 592).

yv, r .w^t'A'/r;: 'i vwj/é

Fio. 592.

De même que dans toutes les conjugaisons de pompes centrifuges, un canal
réunit le refoulement de la première à l'aspiration de la seconde : mais il y a ici une
disposition et un mode d'attelage assez particuliers.

D'abord, l'emploi de deux propulseurs placés en face l'un de l'autre permet de
supprimer les anneaux ailés préconisés par le constructeur dans son système de
pompe simple ; enfin les deux pompes sont réunies par un manchon S qui supprime
l'emploi de presse-étoupe. L'arbre ne traverse pas le corps d'aspiration de la pre-
mière pompe ; il n'y a donc qu'un joint à assurer, et, encore, comme il est disposé en
sens inverse du courant de l'eau, les chances de fuite sont très faibles.

Pompes oentrifuges Râteau. — Comme application de sa théorie sur les turbo-
machines, M. Râteau a construit un type de pompe dont les deux caractéristiques
principales résident dans la forme des ailes et dans la forme du collecteur amortis-
seur sur lequel se branche le conduit de refoulement.

l'* Forme des ailes, — Étant donné que l'orifice d'entrée de la pompe ou ouïe est
parallèle au plan de rotation de Taubage, l'eau arrive dans la pompe avec une vitesse
parallèle à l'axe ; si on compose cette vitesse, qui, en théorie, est la même en tous les
points de l'ouïe, avec la vitesse de rotation en un point quelconque de Faile, on
obtient la vitesse relative d'entrée par rapport à l'aubage ; elle est inclinée sur une
parallèle à l'axe d'un certain angle qui varie avec la distance du point de l'aile consi-
déré à l'axe.

Si Vq est la vitesse d'entrée et to la vitesse angulaire, y Tangle obtenu, on a :

u>R

tang,= — ;

348 POMPES A MOIÎVEMKNT CONTÏMT

donc Y varie avec R. Si l'on veut que le liquide entre sans choc, il faut que cette
inclinaison soit celle du premier élément de Taile.

Une considération du même genre donne l'inclinaison à la sortie. A la suite de 4

calculs, Tauteur a admis, comme forme d'ailes, un conoïde d'un genre particulier
répondant aux conditions trouvées, et auquel on donne le nom de surface conicyclide.
Elle est engendrée par une génératrice courbe (portion d'arc de cercle) se déplaçant
parallèlement à un plan (le plan de rotation) en s'appuyant sur deux directions dont
l'une est droite (axe de la pompe) et perpendiculaire au plan, tandis que l'autre est
une courbe tracée sur la surface cylindrique qui limite l'aubage extérieurement.

Ces ailes sont faites en tôle d'acier et taillées en biseau sur le bord d'entrée.
Leur courbure est obtenue par emboutissage à la presse sur des matrices en fonte
dont les moules sont exécutés d'après la méthode que nous venons d'indiquer.

2° Collecteur amortisseur. — L'eau qui s'échappe à la périphérie de l'aubage est
animée d'une grande vitesse dans toutes les pompes. On collecte cette eau dans un
canal dont la section va en croissant; de cette manière, la vitesse de l'eau diminue
peu à peu et se transforme en pression. Conçu d'après ce raisonnement, cet appareil
n'est qu'un collecteur; mais, si on remarque que, dans une pompe ainsi construite,
l'eau qui sort avec vitesse des ailes va, sur une portion de la périphérie, aller se cho-
quer contre une masse animée d'une vitesse beaucoup plus faible, on voit qu'il y a
nécessité d'intercaler entre le collecteur et la surface de sortie de Taubage un appa-
reil construit de telle façon que les jets fluides puissent le traverser en y modifiant
leur vitesse, et entrer dans le collecteur avec la vitesse des filets avec lesquels ils ^!

viennent se mélanger. Cet appareil c'est « l'amortisseur ». Il consiste en deux par-
tions de rondelles de révolution autour de l'axe, formant un canal légèrement évasé
à la périphérie ; la largeur va en croissant depuis le rayon où commence le collecteur.
La surface de sortie de cet appareil étant plus grande que celle d'entrée, les sections
de passage sont croissantes à mesure que l'eau s'éloigne du centre, et cet amortis-
seur joue le môme rôle qu'un grand nombre de canaux divergents qui prendraient
l'eau à la vitesse de sortie de l'aubage et dont les sections seraient telles qu'ils la
fassent entrer dans le collecteur avec la vitesse des filets fluides qu'elle rencontre. On
évite ainsi les chocs. L'amortissement de la vitesse s'achève dans la cheminée évasée
qui fait suite au collecteur-amortisseur et sur laquelle on attache le conduit de
refoulement.

M. Râteau s'est livré à un grand nombre d'expériences sur les turbo-machines
de son système construites par la maison Sautter-IIarlé et C*.

Ces expériences et les résultats auxquels elles ont conduit ont fait faire un tel
progrès, tant à la théorie qu'à la pratique des pompes centrifuges en particulier, que
nous ne saurions mieux faire qu'en reproduisant le très intéressant article que
M. Râteau lui-même leur a consacré dans le Gifnie civil àw 15 février 1902.

« Nous nous proposons de montrer que les pompes centrifuges peuvent pro-
duire de grandes pressions avec un bon rendement mécanique, contrairement à ce que
l'on croyait, récemment encore, quand on ne savait pas les construire pour des hau-
teurs de plus de 12 à 15 mètres. Ce résultat a pu être atteint grâce à la connaissance
approfondie des lois qui régissent le fonctionnement des pompes centrifuges.

Rn les accouplant à des turbines à vapeur, nous avons atteint 300 mètres avec
une seule roue, et nous sommes certain qu'avec une pompe à plusieurs roues mue

POMPES CENTRIFUGES

349

par moteur électrique à courant triphasé, il serait possible d'aller à 500 mètres et
plus avec un seul appareil.

Pompes à haute pression avec moteurs électriques, — Quand on veut obtenir de
très fortes pressions de refoulement avec des pompes commandées par moteurs

FiG. 593.

1, canaux de roues mobiles; — 2, diaphragmes circulaires; — 3, 4, alimentation; — 5, canaux
reliant la périphérie d'une roue à l'ouïe de la roue suivante ; — 6, aubes fixes des diffuseurs ; —
7» aubes des roues mobiles; — 8, volute collectrice; — 9, tuyau de refoulement; — 10, palier; —
11, bague d'eau; — 12, tuyau d'alimentation de la bague 20; — 13, 14, joues d'une roue mobile;
— l.-i, piston de réglage additionnel; — 16, cylindre de réglage additionnel; — 17, tube de com-
munication pour le réglage additionnel. «

électriques, comme ceux-ci n'ont pas la grande vitesse de rotation des turbines à
vapeur, il devient nécessaire d'associer plusieurs pompes en tension ; car, pour n'em-
ployer qu'une seule roue mobile, il faudrait lui
donner un diamètre si grand que le rendement
tomberait bien au-dessous de sa valeur normale,
par suite des pertes externes importantes que l'on
ne pourrait éviter.

Le moyen le plus simple pour les grouper,
c'est d'en réunir les roues sur un même arbre.
On constitue ainsi une pompe multicellulaire,
dans laquelle les différentes roues élèveront suc-
cessivement la pression de l'eau d'une quantité
égale à la hauteur totale d'élévation divisée par
le nombre des roues.

Les figures 593 et 594 en donnent un exemple.
Comme on le voit, les roues 1, unilatérales, sont
enfilées sur l'arbre l'une derrière l'autre, toutes

dans le même sens. Chacune d'elles tourne à l'intérieur d'un diaphragme circulaires,
où sont ménagés les canaux 5 d'écoulement du liquide d'une roue à l'autre. Tous les

FiG. 594.

350 POMPES A MOI VKMEXT CONTINr

diaphragmes sont engagés dans des rainures que porte l'enveloppe de la pompe, en-
veloppe qui est en deux parties réunies par boulons dans un plan diamétral. A Tun
des fonds du corps de pompe est fixé le tuyau d'aspiration 3, alors que l'autre fond
est solidaire d'une volute collectrice 8, d'un tuyau de refoulement 9 et d'un palier 10
où s'appuie l'extrémité de l'arbre.

Mais ce groupement des roues ne va pas sans quelques difficultés. Tout d'abord,
si l'eau n'est pas conduite d'une manière judicieuse à travers l'appareil, le rendement
peut être très mauvais ; et ensuite il faut se préoccuper de réduire la poussée longi-
tudinale à une valeur admissible pour le palier de butée.

Le rendement ne sera bon que s'il ne produit pas, dans l'intérieur de la machine,
des frottements et des tourbillonnements nuisibles. Ces tourbillonnements sont surtout
à craindre dans les canaux 3 de retour d'une roue vers l'ouïe de la roue suivante, où
l'eau, si on l'y laissait circuler librement, prendrait un mouvement giratoire de plus
en plus rapide, à mesure qu'elle se rapprocherait du centre (ce mouvement, les forces
étant centrales, est régi par le théorème des aires, comme celui des planètes autour
du soleil). De ce fait, la pression de Teau s abaisserait d'une quantité presque égale
à celle dont la roue précédente l'aurait élevée. Pour éviter ce mouvemeiit tourbil-
lonnaire, nous disposons, dans les canaux de retour, des ailettes courbes 6, dont la
forme est telle qu'elles conduisent l'eau à l'ouïe de la Voue suivante avec une vitesse
convenablement dirigée (/%r. 594).

Afin d'équilibrer la poussée longitudinale, nous donnons des diamètres différents
aux deux joues de la roue mobile. Alors que celle qui est du côté de l'ouïe 13 s'étend
jusqu'au bout des ailes, l'autre, 14, qui fait corps avec le moyeu claveté sur l'arbre,
a un moindre diamètre, si bien que la poussée de Teau admise derrière 23 par les
fuites au pourtour de la roue, équilibre la poussée de cette même eau sur 24. Chaque
roue est ainsi, par elle-même, à peu près équilibrée. Cependant, pour compenser la
poussée résiduelle que 1 on peut constater, dans un sens ou dans l'autre, nous dis-
posons en bout de l'arbre un petit piston, 15, tournant sans frottement dans un
cylindre étanche, 16, dont nous mettons par le tuyau 17 l'extrémité qui convient en
communication avec un point choisi sur le corps de pompe. Ce réglage additionnel est
fuit, une fois pour toutes, en usine, lors des essais définitifs de l'appareil.

L'arbre ne sort généralement que du côté de l'aspiration; parfois il sort aussi du
côté du refoulement où, jusqu'à 100 à 120 mètres de pression, on peut maintenir
étanche la garniture.

Le stufling-box de l'aspiration est une bague d'eau, 20, fournie par le tuyau 21.
L'amorçage de la pompe se fait par le robinet 30. et les vis 22 servent à décoller et à
soulever le dessus de l'enveloppe après en avoir desserré les boulons.

Dans nos pompes multicellulaires, nous mettons suilisamment de roues pour que
chacune d'elles n'ait ordinairement à produire que 20 à 30 mètres de pression environ,
en sorte que le liquide circule à l'intérieur avec une vitesse relativement faible, et qu'il
y aura peu d'usure, si l'eau est propre, il est possible de caler jusqu'à dix ou douze
roues sur le même arbre.

Nous allons donner quelques^ exemples des résultats obtenus avec les pompes
multicellulaires. Les expériences ont été faites dans les ateliers Sautter-Harlé et C**,
qui construisent ces machines ainsi que leurs moteurs.

Expériences. — Pour nos expériences d'usine, nous ne pouvions songer à élever

POMPES CENTHîFr<iES

3.S1

réellement Teau à plusieurs centaines de mètres (ce qui, d'ailleurs, n'est nullement
nécessaire) ; nous avons simplement placé sur la conduite de refoulement, dans le
voisinage de la pompe, un robinet permettant de faire varier le débit tout en laissant
l'eau se mettre en charge.

Comme pour les ventilateurs, nous construisons, pour chaque appareil, des
courbes caractéristiques dont les coordonnées, simples coefficients indépendants des
unités de mesure, sont :

Le rendement mécanique p = ^r- ;

Le coefficient de débit 5 =

,^2'

r/H.

Le coefficient manométrique [x — — ^ ,
Le coefficient de la puissance transmise (5

ffT^n

= 1^,

Q étant le débit de la pompe ;

H, la hauteur d'élévation ;

T,rt, la puissance transmise à l'arbre ;

M, la vitesse périphérique delà roue mobile;

et r, le rayon périphérique de cette roue.

Une pompe à une roue, de 208 millimètres de diamètre, fonctionne depuis plu-
sieurs années dans un puits, près de Marseille, ^^ _
mue par un moteur électrique à courant continu ;
elle débite, en marche normale, à 2.200 tours par
minute, 80 mètres cubes à l'heure à 33 mètres do
hauteur; son rendement mécanique est de 550/0,
ce qui montre qu'une seule roue mobile, comman-
dée par moteur électrique, permet d'atteindre
30 mètres dans de bonnes conditions.

Récemment, nous avons construit une pompe
à une roue, de 300 millimètres de diamètre, qui
élève, à 26 mètres, 300 mètres cubes à l'heure
avec un rendement supérieur à 65 0/0. Par suite
de la forme spéciale des ailes, son coefficient
manométrique atteint 0,65.

Avec deux roues de 420 millimètres de dia-
mètre, le rendement est de 55 a 60 0/0. Nous avons
fourni un grand nombre de pompes de ce type
comme pompes à incendie pour usines et navires
de guerre.

Dans une pompe à cinq roues, de 270 milli-
mètres de diamètre (fig. 595), le rendement s'élève
à 700/0. Ces courbes caractéristiques sont repré-
sentées dans la figure 595 bis, et le tableau ci-après
montre qu'à 1.365 tours par minute elle débite 108 mètres cubes à l'heure à 86 mètres.

Comme on le voit, le moteur et la pompe, qui forment un ensemble de faible
encombrement, peuvent être suspendus par des chaînes dans un puits (/?^. 595).

Fig. 59o.

352

POMPES A MOUVEMENT CONTINU

Afin de mettre le moteur électrique à Tabri de tout choc, on a prolongé la
carcasse de Tinduit qui l'enveloppe complètement et se raccorde avec le corps de
pompe.

MMKK

de
lours

HAUTEUR

TOTALK

ulilc
en eau

DÉBIT

par

seconde

WATTS

TOTAUX

dépensés

aux bornes

RENDEMENT

MÉCANIQUB

coKFnanT

■aMORlri^M

COKFnciUT

débil

moleur

rir ■imite

■'Un

IttfM

TatU

1430

102,50

12,85

30 000

0,430

0>485

0.493

0.035

i MTi

103,50

28,2

48 100

0,592

0,675

0,503

0,077

136S

42 400

0,596

0,689

0,452

0,085

1 280

38 600

0,610

0.700

0,449

0,097

»23*

65,!>0

34,1

36 600

0,59»

0,680

0,421

0,106

1210

42,5

39 300

0,508

0,587

0,320

0.136

Le seul lien rigide, entre la machine et le jour, est le tuyau de refoulement de
Teau. Il n'est pas besoin d'insister sur la commodité d'une pareille pompe pour
Tépuisement dans le fonçage des puits, où elle pourra même fonctionner momenta-
nément sous l'eau, si on a eu soin d'assurer l'étanchéité de l'enveloppe de son
moteur.

0 0,02 0,01,. 0,06 0,0d 0,10 0,18 0,a~ 0.16 0,10 O.ZQ
Fio. .'»05 h\s, — Courbes caractéristiques d'une pompe centrifuge à cinq roues.

En employant sept roues de 270 millimètres de diamètre et im moteur élec-
trique à courant triphasé {fig. 5%), la hauteur de refoulement s'élève à 100 mètres,
avec un débit de 85 mètres cubes à l'heure pour 1.200 tours par minute. En poussant
la vitesse, nous avons atteint plus de ir>0 mètres. Le rendement de cette pompe
esl de 70 0/0.

POMPES CENTRIFUGES

353

Des appareils à 2, 3, 5 et 7 roues fonctionnent dans des mines en France et à
rétranger, notamment aux mines de Portes et Sénéchas (Gard), où Tune de ces
pompes débite, à 120 mètres, 75 mètres cubes à Theure.

;"%Wî\

Fio. 596. — Pompe centrifuge à sept roues mue par un moteur triphasé.

Nous étudions actuellement plusieurs projets de pompes multicellulaires avec
moteurs à courants triphasés ; dans Tun, il s'agit d'élever 360 mètres cubes à Theure
à 250 mètres ; dans un autre, 18 mètres cubes à 500 mètres, et même 600 mètres,
d'un seul jet.

Pompes avec turbines à vapeur. — Les turbines à vapeur sont les véritables
moteurs de commande des pompes centrifuges à haute pression, parce qu'elles per-
mettent, grâce à leur grande vitesse de rotation, de réduire considérablement les
dimensions. Nous avons obtenu avec ces turbo-pompes de remarquables résultats,
ainsi qu'on va le voir.

f-ya-:

Fio. 597. — Pompe centrifuge actionnée par une turbine à vapeur.

Les figures 597 à 599 représentent une de ces machines, étudiée et construite
dans les Etablissements Sautter-Harlé et C*®. La roue de la turbine a 30 centi-
mètres de diamètre et celle de la pompe 8 centimètres seulement, et cette petite
roue, qui tient dans la poche, a élevé, à 260 mètres, 12 litres d'eau par seconde.

LES POMPES. 23

354

POMPES A MOUVEMENT CONTINU

La petite pompe P [fig, 597) reçoit Teau par le tuyau d'alimentation A, et la
refoule dans une tuyère conique à laquelle se raccorde le tuyau d'évacuation. La
roue mobile {fig, 597 bis) est identique à celle des ventilateurs Râteau (<), connus dans
les mines. Les ailes sont des portions de la surface géométrique que nous avons

appelée « conicyclide ». De même, le diffuseur, du
type composé, est formé, comme dans ces ventilateurs,
d'une partie plate raccordée à une volute spiraloïde.

Par le même artifice de construction que dans les
pompes multicellulaires, nous avons réalisé l'équili-
brage longitudinal, de première importance ici, la ma-
chine tournant à 18.000 tours par minute.

Ici encore (comme pour le ventilateur), nous avons
cherché à éviter le régulateur centrifuge ordinaire né-
cessitant une réduction de vitesse par engrenage sur
un arbre intermédiaire, ce qui eût été peu élégant, et
nous avons construit un régulateur hydro-pneumatique
[fig. 598) analogue, quoique plus complet, à celui décrit pour le ventilateur, permet-
tant de contrôler simultanément le débit de la pompe et la vitesse de rotation de la
turbine.

Fio. 598.

La tige E de l'obturateur est placée sous la dépendance du levier ABÇ, dont le
point B est relié au piston hydraulique F et dont le point C est articulé à la tige du
piston à airl.

Le piston F se déplace dans le cylindre M, qui communique avec un tube droit H
et un tube de Pitot G placés l'un et l'autre sur le tuyau d'aspiration de la pompe,

C) Voir le Génie civil, t. XXXV, n« 7, p. iUO.

POMPES CENTRIFUGES 355

dans le voisinage de l'ouïe. Le piston F reçoit donc, de bas en haut, une poussée
proportionnelle au carré de la vitesse de Teau dans Touïe de la pompe, c'est-à-dire,
par conséquent, au carré du débit ; poussée qu'équilibre un ressort R dont on peut
faire varier la tension.

FiG. 599. — Turbine à vapeur actionnant une pompe centrifuge.

Le piston I se meut dans un cylindre N dont la partie inférieure communique
avec un petit ventilateur centrifuge V disposé en bout de Tarbre de la machine. Ce
ventilateur exerce une pression d'air proportionnelle au carré de la vitesse, pression
qu'on équilibre, d'une part, par le poids propre du piston, et, d'autre part, par la tension
réglable du petit ressort r. Cet ensemble, ventilateur et piston, sert ordinaire-
ment de limiteur de vitesse pour la turbine en cas d'emballement ; il peut aussi, si on
le désire, assurer la constance de la vitesse.

Lorsque c'est le réglage du débit qui fonctionne, le piston I est en bas de sa
course et le point C du levier sert de point de rotation; c'est alors le piston F qui,
en montant ou en descendant, ouvre ou ferme l'obturateur de vapeur. Si, au con*
traire, c'est le réglage de la vitesse qui agit, le piston F est en bas de sa course, le
point B sert de point fixe pour la rotation du levier ABC, et c'est le piston I qui, par
son déplacement dans le cylindre, effectue la fermeture ou l'ouverture de l'obturateur.

Ce procédé de réglage fonctionne très bien, car les efforts que les pistons I et F
exercent de bas en haut sont considérables. Pour le piston F, cet effort dépasse
10 kilogrammes, et, pour le piston 1, la poussée est d'environ 6 kilogrammes; on
rélèverait aisément à beaucoup plus que cela s'il était nécessaire.

Résultats d'eospériences, — On voit, d'après le tableau des expériences que nous
donnons ci-dessous et les courbes de la figure 599 bis, que le rendement de la
turbo-pompe (') croît avec la vitesse; cela tient à ce que le rendement propre de la
turbine n'atteint son maximum que bien au delà de 18.000 tours.

(») Nous appelons rendement total de la turbo-pompe le rapport du travail utile en eau élevée qu'elle
fournit à celui qui est théoriquement disponible dans le courant de vapeur qui traverse la machine.

356

POMPES A MOUVEMENT CONTINU

Nous avons construit ces courbes caractéristiques en portant le coefficient de
débit 8 en abscisses, et les valeurs correspondantes de po et de jjl en ordonnées; mais,
les valeurs de (x étant beaucoup plus grandes que celles de po» ^^^^ avons, pour la

'û ÛJJ 0,20

FiG. 599 his. — Courbes caractéristiques de la turbo-machine.

commodité du dessin, réduit Téchelle des ordonnées pour reporter les points (i sur
le diagramme ; cette échelle particulière est indiquée à droite de la figure.

NOMBRE

PRKSION

PRESSIOS

PRESSIOH

DÉBIT

TRAVAIL

DTILB

TRAVAIL

THÉORIUCE

RIKKIENT

COIFFICIEST

coirnciEST

delà

de la turbo>

DE TOURS

AMONT

AVAL

UTILE

pompe

TOT*l

UAlfOMBTRIQUB

DE DÉBIT

T»

par minute

kilogr.
par cm'i

kilogr.
par cm'-i

mtHres

litres
par seconde

chevaux

chevaux-
vapeur

9.000

4,3

0,30

4,69

4,44

24,10

0,184

0,400

0,0727

5,2

0,37

62,5

6,10

5,10

27,2

0,188

0,432

0,102

))

5,3

0,30

(>4

6,51

5,36

0,185

0,442

0,108

12.0()0

3,7

0,283

124

4,87

8,07

37,4

0,216

0,482

0,0605

4,9

0,31

7,60

11,8

53,5

0,222

0,450

0,0945

))

5.1

0,47

î)!,5

9,84

12,10

0,247

0,355

0,123

iri.ooo

7,2

0,:i3

190

8,23

20,8

75,55

0,275

0,480

0.0822

7,?).%

(),<)()

IHG

9,6

21,30

77,5

0,274

0,412

0,0955

8,«

0,(i8

140

12,52

91,2

0,272

0,370

0,125

18.000

«,20

0,70

30 i

5,20

21,10

0,255

0,532

0,0432

7,4

0,80

300

101,2

0,277

0,522

0,0585

9,('.

1,00

203

•42,1

134

0,313

0,460

0,100

En marche normale, à 18.000 tours par minute, cette petite machine a débité

POMPES CENTIUFUGES

357

12 litres par seconde à 263 mètres de hauteur, soit 42 chevaux de travail utile, avec
un rendement total de 31,5 0/0. Nous avons pu atteindre 304 mètres et, si nous
n*avons pas voulu aller au delà, c'est que nous avons craint de faire éclater la con-
duite de refoulement.

De précédentes expériences nous ayant fait connaître le rendement propre de la
turbine, nous en avons déduit celui de la pompe seule ; le tableau suivant montre
qu'il est voisin de 60 0/0 :

NUMÉROS
d'orl>rb

NOMBRE

l>K TOURS

par minute
n

HENDEMENT

UÊCAniQUE

total maximum

RENDEMENT

■lAXIHDM

de la turbioe aeule

RENDEMENT

■ icAMQOC «AXIIIOII

de la pompe aeule

2
3
4

9.000
12.000
15.000
18.000

0,19
0,24
0,275
0,31

0,31
0,40
0,47
0,52

0,61
0,60
0,585
0,595

On peut prévoir qu'avec une roue de 120 millimètres de diamètre, par exemple,
tournant à 15.000 tours, il serait possible d'élever à 400 mètres 20 litres par seconde,
soit 100 chevaux de travail utile.

Une pompe avec turbine à roues multiples pour refouleur de déblai, débiterait
450 litres par seconde à 85 mètres, soit 500 chevaux utiles, pour 1.800 tours, avec
un rendement de 70 0/0 pour la pompe seule. Cette machine consommerait, d'après
nos calculs, 8^«,65 par cheval-heure utile en eau élevée. Très comparable, on le voit,
à une pompe à piston, elle serait excellente pour l'élévation des eaux de ville.

En utilisant les turbo-pompes multicellulaires, on atteindrait 500, 760, 1.000 mètres
et même davantage.

Comparaison entre les pompes centrifuges et les pompes à piston, — Il est intéres-
sant de comparer entre elles les pompes centrifuges et les pompes à piston, leurs
propriétés étant différentes, et même, à certains égards, opposées.

C'est ainsi qu*à vitesse constante, tandis que les pompes à piston donnent un
débit constant à une hauteur variable, les pompes centrifuges fournissent un débit
variable à une hauteur sensiblement constante, ce qui, en général, correspond mieux
aux besoins de la pratique.

On peut néanmoins faire varier la hauteur de refoulement d'une pompe centri-
fuge; il suffit pour cela de changer sa vitesse de rotation. Si elle est commandée
par un moteur à courant continu, on le fera en modifiant, par un rhéostat, le courant
d'excitation. Mais, si le moteur, à courant triphasé, est alimenté par un réseau à
fréquence constante, il n'est plus guère possible d'agir sur la vitesse. Nous avons
alors d'autres moyens consistant à enlever des roues dans le corps de pompe, ou,
mieux encore, à disposer sur ce corps de pompe, au droit des différentes roues, une
série de prises d'eau, et à mettre en communication avec la conduite de refoulement
celle qui correspond à la pression demandée.

Une vanne, placée sur la conduite de refoulement, permettra de faire varier le
débit, qui peut aller du simple au double sans que le rendement cesse d'être satis-
faisant.

358 POMPES A MOUVEMENT CONTINU

Les pompes centrifuges ont Tavantage de demander peu de puissance quand
elles ne débitent pas ; d'où un faible couple de démarrage, ce qui est précieux pour
certains moteurs électriques.

En outre, la pression s'y élève fort peu si on vient à fermer la conduite de refou-
lement, ce qu'il serait impossible de faire sans danger de rupture avec les pompes
à piston.

Bien que leur rendement propre soit plus faible que celui de ces dernières, le
rendement de l'ensemble du groupe, moteur électrique et pompe, est sensiblement
le même dans les deux cas, par suite de la perte aux engrenages de réduction de
vitesse qu'il faut interposer entre la pompe à piston et son moteur.

Applioations, — On voit maintenant, tout naturellement, les applications dont
ces pompes centrifuges sont susceptibles.

Conduites par moteurs électriques, on les emploiera comme pompes souterraines
dans les mines, où elles refoulent jusqu'à 200 mètres d'un seul jet, et au delà, par
relais étages; c'est ce qui a été fait aux mines de Haroajo (Espagne), par la maison
Sulzer. Nous pouvons môme, sous certaines conditions, atteindre et dépasser 500
mètres d'un seul jet.

Combinées avec des turbines à vapeur, elles sont tout indiquées comme pompes
de fond de mines, pompes de fonçage, pompes de secours en cas de venue subite
d'eau, pompes à incendie, pompes pour l'alimentation de chaudières, pompes pour
l'élévation des eaux de ville ; en un mot, chaque fois qu'il s'agit de produire des
pressions supérieures à 40 ou 50 mètres.

Ce groupe de turbo-pompes se recommande par le bon marché de son installa-
tion, son peu d'encombrement, sa légèreté, la facilité de sa conduite et de son entretien
et sa dépense minime d'huile de graissage.

En résumé, comme on peut en juger par cette courte étude, les travaux et les
expériences de ces dernières années ont ouvert une voie nouvelle aux pompes cenf ri-
fuges. Convenablement construites et judicieusement employées, elles sont suscep-
tibles d'être substituées aux pompes à piston dans les cas de grandes hauteurs d'élé-
vation et dans nombre d'applications où elles présentent de réels avantages. Plus
elles pénétreront dans la pratique, mieux on les connaîtra, et plus se modifiera, nous
en sommes convaincu, l'opinion erronée qu'on s'en était faite. »

III
POMPES HÉLICOIDES

Pompe à spirale. — La pompe à spirale {fig. 600 à 603) consiste en un tambour
sur lequel est enroulé plusieurs fois — six fois en moyenne — un tube de cuivre
ouvert à l'une de ses extrémités, suivant une section dirigée vers l'axe de ce tambour,
et dont l'autre est continuée par une tubulure regagnant Taxe de la pompe et assem-
blée par un presse-étoupe avec la conduite de refoulement.

La pompe plonge partiellement dans l'eau à élever et est mise en mouvement

POMPES HÉLICOIDES

359

par une manivelle calée sur Taxe. Si on fait un tour, la partie basse de la première
spire se trouve remplie d'eau et la partie supérieure d'air. Après avoir fait autant de
tours qu'il y a de spires, elles sont toutes dans les mêmes conditions. Si Ton con-
tinue, Teau monte dans le tuyau de refoulement un peu au-dessus de Taxe et reste
stationnaire pendant que l'air sort, à mesure qu'on introduit une nouvelle quantité
d'eau. Lorsque tout l'air est sorti, l'appareil est en charge et l'eau s'élève.

Fio. 600 à 603.

Un calcul très simple permet d'établir que la hauteur d'élévation de l'eau est
égale à la somme des hauteurs qui séparent le haut de chaque spire du liquide à
élever. Dans ces conditions, on serait tenté de croire que moins la pompe plongerait
dans Teau, meilleur serait le rendement ; il n'en est rien, car, en élevant la pompe
par rapport à ce niveau, on refoulerait bien à une plus grande hauteur, mais la
quantité refoulée serait beaucoup moindre, attendu que la période de remplissage à
chaque tour ac (fig, 602) serait beaucoup diminuée. Il vaut mieux, lorsqu'on a à
refouler à une assez grande hauteur, employer une pompe qui possède un plus grand
nombre de spires.

Des expériences faites par le général Morin au Conservatoire des Arts et Métiers,
avec une pompe à spirale appartenant à l'Institut agronomique, il résulte qu'il y a,
pour une même élévation, avec une même pompe placée toujours dans les mêmes
conditions, une vitesse de rotation favorable au bon rendement, vitesse qui varie de
30 à 40 centimètres à la seconde et avec laquelle on a obtenu un rendement de 0,64.
11 ne faut pas cependant abaisser par trop l'allure, car une partie de l'eau puisée par
une première spire retombe au moment de la montée, quand le manque de vitesse
ne lui communique pas une force suffisante pour chasser l'eau qui est devant elle.

On peut dire néanmoins que cette pompe est, à tous les points de vue, un appareil
très avantageux.

Élévateur d'eau système Thiéry. — Cette machine est en réalité une pompe à
hélice à plusieurs tubes.

360

POMPES A MOUVEMENT CONTINU

Elle se compose [fig. 604) de deux ou trois surfaces hélicoïdes droites fixées
sur un tambour en tôle et tournant avec une autre caisse cylindrique qui lui est

mmmmmm

Pio. 604.

concentrique et dont Tune des extrémités est ouverte, tandis que l'autre est fermée
par une partie conique se raccordant par son sommet au
tuyau de refoulement.

Le tout est supporté par deux paliers dont l'un est placé
sous cette partie conique et l'autre sous la partie de l'arbre
qui est en dehors de la pompe.

Le fonctionnement est le même que celui de la pompe à
spirale ; cependant, comme le nombre de spires est très
grand, ce qui permet de refouler à une assez grande hauteur, ^
on noie davantage la machine afin d'obtenir un plus grand
débit.

Pour les machines de grandes dimensions, la com-
mande, au lieu de se faire directement sur l'axe, se fait sur
un arbre intermédiaire réuni à celui-ci par un train d'en-
grenages.

Pompe à hélice Shaw. — Partant des mêmes considéra-
tions, M. Shaw a construit une pompe à spirale disposée
verticalement.

Elle se compose [fig, 605) d'un tube dans l'axe duquel
tourne, avec une très grande vitesse, un arbre portant des
palettes de forme hélicoïdale, assez courtes et assez éloignées
les unes des autres.

La palette la plus basse communique à l'eau dans laquelle

elle plongée une impulsion de haut en bas. Cette impulsion

Fio. 605. X . ? * .' 1 1 ** • . . • •

est entretenue et augmentée par la palette suivante, et amsi

de suite jusqu'à la sortie de l'eau.

POMPES HÉLÏGOIDES

36 «

Machine élévatoire à hélice, système Grulet. — Cette machine, construite par la
Société française de matériel agricole, est en quelque sorte Tinverse d'une turbine.
Au lieu que ce soit une chute d'eau qui,
en frappant les ailes fixées à un arbre
vertical, lui communique un mouvement
de rotation, c'est un arbre vertical por-
tant six ailes de forme hélicoïde qui
tourne très rapidement et élève Teau
dans un coursier.

L'arbre (fig. 606) est supporté à sa
base par une crapaudine qui est munie
d'une pièce conique en fonte servant à
protéger les parties en mouvement des
matières solides contenues dans Teau.
Cette même protection est assurée, au-
dessus du manchon qui porte les ailes, par
une tôle enroulée en forme de cône et
fixée par quatre cornières à la partie cy-
lindrique extérieure fixe de la machine.
L'arbre est supporté à sa partie supé-
rieure par deux paliers dans l'intervalle

desquels est placée la poulie de commande. L'appareil, pour donner un bon rendement,
doit tourner très vite, à 200 tours environ. D'après M. Grulet, il est susceptible
de donner un rendemcntde 0,65.

FiG. 606.

Pompe à effet axial de Desgoffes et de Georges. — Cet appareil n'est pas sans ana-
logie avec la pompe à spirale. Il se compose {fig. 607) de deux surfaces cylindriques
de diamètres différents et tournant en sens inverse autour de leur axe commun.

Chacune d'elles est munie de filets
liélicoïdes à pas contraires disposés
à l'intérieur de la plus grande et à
l'extérieur de la plus petite, de ma-
nière que ceux de l'une ne touchent
pas ceux de l'autre.

La rotation de l'appareil en-
traîne l'eau comprise entre les deux
surfaces dans la direction rectiligne
des génératrices à la façon d'un
écrou.

Élant donnée la forme de l'ap-
pareil, on voit qu'on peut s'en ser-
vir pour élever des liquides quelconques, et que les liquides visqueux seront même
plus facilement élevés que les autres, attendu que leur consistance les rapprochera
davantage de cet écrou auquel on compare le fi uide mis en mouvement par cette
pompe.

En pratique, il est assez difficile de faire tourner le cylindre extérieur; aussi on

Kid. 607.

362

POMPES A MOUVEMENT CONTINU

se contente de la rotation du cylindre intérieur ; mais on peut regagner Teffet ainsi
dédoublé en faisant déboucher le tuyau d'aspiration au milieu de celui qui est fixe et
en continuant le cylindre mobile dans un autre disposé symétriquement.

Le mouvement du fluide s'opérera donc du milieu vers les extrémités de Tenve-
loppe cylindrique fixe, qu'on peut appeler corps de pompe, et de là le fluide se diri-
gera vers les conduits de refoulement réunis en un seul.

Il est nécessaire d'amorcer la pompe en la remplissant avant la mise en marche.

Pompe hélicolde Houyouz. — Cette pompe [fig. 608) ne possède pas d'aubes.
Son arbre porte une spirale dont le diamètre va en croissant jusqu'à atteindre celui
d'un tambour cylindrique.

Fio. 608.

La marche de l'eau s'effectue absolument comme dans une pompe à spirale pour
l'aspiration. Arrivée dans le tambour, l'eau en sort sous l'action de la force centri-
fuge par des ouvertures courbées comme le pourraient être les aubes.

Avec ce système, M. Houyoux pense augmenter le rendement et obtenir des
hauteurs de refoulement de 50 mètres.

CHAPITRE IV

POMPES EMPLOYANT COMME FORGE MOTRICE
L^ACTION D'UN FLUIDE EN MOUVEMENT

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE

A. - BÉLIERS HYDRAULIQUES

I. — THEORIB DES BBLIERS

Le principe des béliers hydrauliques est Tutilisation d'une chute d'eau de hau-
teur h pour élever à une hauteur h' supérieure à h une partie de Teau débitée.

Si q est la quantité d'eau empruntée à la source, et q' celle qui est élevée à la
hauteur h\ le rendement de l'appareil est évidemment :

et il est clair qu'une partie seulement de
Teau débitée pour être utilisée, et que le

rapport ^ aura peut valeur maxima p-

Tous les béliers utilisent la vitesse
acquise par Teau dans un conduit qui est
le corps du bélier.

Bélier Whitehurst — Le premier,
rhorloger anglais Whitehurst eut Tidée
du bélier hydraulique. En 1772, il ins-
talla à Oulton un bélier rudimentaire qui Fio. 609.
exigeait la présence constante d'un ma-
nœuvre pour ouvrir et fermer le robinet d'échappement R {flg, 609).

La soupape S s'ouvre lorsque le robinet R est fermé brusquement. Une certaine

364 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

quantité d'eau est refoulée ; puis la soupape S se ferme sous Faction combinée de son
propre poids et de la différence de pression h' — h.

Bélier de Montgol&er. — C'est Montgolfier qui, en 17%, permit Futilisation pra-
tique de cet appareil en inventant le bélier à fonctionnement automatique, qui permet
d'utiliser sans autre secours la puissance de chute d'une masse d'eau pour en élever
une partie à une hauteur plus grande que la hauteur de chute.

Soient :

N et Nq, les niveaux d'amont et d'aval de la chute d'eau utilisée ;

N', le ni-veau auquel on veut amener l'eau;

h et ^', les hauteurs des niveaux NetN' comptées à partir de N^,.

Description de V appareil. — Un conduit cylindrique CC| [fig, 610), situé au-
dessous de No, réunit le bief d'amont à un réservoir r en forme de cloche dont la base

est au-dessus du bief d'aval.
Des soupapes à clapet ^, s
permettent à l'eau de pas-
ser du réservoir r dans un
réservoir R qui l'enveloppe,
de la base du réservoir R
par le conduit de refoule-
ment D.

Sur le corps du bélier
CCf, est interposée une
boîte B dans laquelle peut
se mouvoir dans le sens
vertical une soupape de
grande dimension S. Le
mouvement de cette sou-
pape est limité par un (alon t et la surface supérieure de B, qui est dressée, affleure
très peu au-dessus de N^.

Sous la cloche R, un petit conduit portant à son extrémité un reniflard /*met en
communication le réservoir r et l'extérieur. Enfin, un robinet non figuré sur la
figure et placé sur le corps de bélier C permet la mise en marche et l'arrêt.

Fonctionnement. — Lorsque, entraînée par l'eau qui par a passe du bief d'amont
dans le bief d'aval, la soupape B s'applique sur son siège, Feau contenue dans le corps
de bélier C possède une certaine vitesse. I^ fermeture de Forifice a détermine la
mise en mouvement du liquide de la partie C^. Les clapets s, s s'ouvrent, et une cer-
taine quantité d'eau pénètre dans R.

Sons l'action retardatrice de la pression qui existe dans R, la vitesse de l'eau
diminue; les clapets s, s retombent. Ace moment, l'air contenu dans le réservoir rse
détend, et la pression tend à y devenir inférieure à la pression atmosphérique ; le reni-
flard /"s'ouvre et de Fair pénètre dans r, compensant à la fois l'air entraîné et l'air
dissous par l'eau. La vitesse de Feau dans le corps de bélier décroit très rapidement
jusqu'à zéro et, sous Faction de son poids, la soupape S retombe et démasque l'ou-
verture a.

Fio. 610.

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE 365

L'eau du bief d'amont s'écoule alors par Torifice a, et, lorsque la vitesse d'écou-
lement est suffisante, la soupape S est de nouveau soulevée et appliquée sur son
siège a.

Le rôle du réservoir rest double: permettre d'obtenir une vitesse plus uniforme
pour le refoulement de Teau dans D en régularisant l'arrivée de Teau dans la cloche R ;
— permettre l'adduclion de l'air et compenser ainsi les pertes dues à l'enlrainement
et à la dissolution.

La marche générale de l'appareil serait la même si, la quantité d'air enfermée
dans la cloche R restant constante, la clocher était supprimée avec son reniflard, et
si le corps de bélier C4 débouchait directement dans R, les clapets «, s étant rem-
placés par une seule soupape à clapet.

C'est avec cette disposition que nous allons étudier la théorie du bélier.

Théorie du bélier hydraulique. — Au cours de cette étude, nous négligerons les
frottements et les pertes de charge dues aux variations de diamètre des conduites;
nous en montrerons les effets par la suite.

Toutes les pressions seront évaluées en colonnes d'eau.

Supposons l'appareil amorcé. Une oscillation complète, c'est-à-dire la période
comprise entre deux applications successives de la soupape S
sur son siège a, comprend les phases suivantes :

1® Phase utile : a fermé. — V étant la vitesse du liquide à
l'instant t où la soupape s'applique sur son siège, l'eau du
corps de bélier soulève le clapet s et pénètre dans R (fig, 611).

A cet instant ^, la masse par unité de surface du liquide
en mouvement est :

FiG. 611.
l désignant la longueur du corps de bélier C^, comptée de F
à l'axe de la hoiieB {fig. 610). Cette masse est soumise à la force retardatrice h' — h
et l'on a :

(1) -d\ ={h' — h)dt;

m rfV {h' ^ h) g

^ ^ dt "" /

La vitesse en décroissant atteint, à l'instant t^, la valeur V, pour laquelle la sou-
pape S est en équilibre.

2° Phase inutilisée : a ouvert. — V continuant à décroître, a s'ouvre, et aussitôt,
sous l'action de la force h' ^ h^ s se ferme. En C, la vitesse tombe à zéro.

Dans le corps de pompe C, sous l'influence de la fermeture de «, la vitesse de
l'eau tend à décroître très rapidement jusqu'à zéro ; mais l'ouverture simultanée de
«permet au liquide de s'écouler et tend à faire croître la vitesse de l'eau jusqu'à la
valeur

correspondant au régime établi.

366 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

Ces deux actions contraires ont pour effet de faire passer la vitesse de Teau
dans C par un minimum Vj compris entre zéro et la vitesse V4, qui correspond à

Téquilibre de la soupape S. Ce mi-
Position 1 Position 2 nimum sera atteint à Tinslant t^

entre le moment où la soupape part
de la position i et celui de son arri-
vée à la position 2 [fig. 612).

Soient P et A le poids et la
surface supérieure de la soupape S,

et posons ^ = p, poids moyen de

la soupape par unité de surface.-
Lorsque la soupape passe de la position 1 (phase de fermeture) à la position 2 (phase
d'ouverlure), la force qui, par unité de surface, agit sur elle de haut en bas, est va-
riable et a pour valeur à Tinstant t :

A y ^g

Cette force qui, au moment de Touverture, est nulle (7 — V/i^^^^)'^^ soupape
étant en équilibre, atteindra son maximum :

Fio. 612.

A V 2^'

à rinstant t^^ puis décroîtra jusqu'à redevenir nixlU lorsque V atteindra à nouveau
la valeur Y^ définie précédemment et pour laquelle la soupape S est en équilibre.
On a ainsi :

(3) V, = 2^ (I)* = igp\

La vitesse de Teau dans le corps du bélier continuant à croître, la soupape S se
met en mouvement de bas en haut et est de nouveau appliquée sur son siège lorsque
la vitesse de Peau atteint de nouveau la valeur Y à Pinstant ^3. Pendant toute la
période d'ouverture de S, nous avons :

d'où

^dy = {h--p)dt,

Calcul de la vitesse maxima Y. — Entre le moment où la soupape S quitte la
position 2 pour venir à la position 1, elle est soumise par unité de surface à la force
h — p, et nous pouvons appliquer à son mouvement les formules du mouvement uni-
formément accéléré.

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE 367

T étant le temps nécessaire au passage de la position 2 à la position 1, nous
avons :

V = V, + (^-i>)^.

Ces deux équations, dans lesquelles ^, hauteur de levée de la soupape {fig, 612),
est connue, permettent de déterminer Y :

V = VVî + 2e [h — p) = VVP' + 2e(A — p).

Donc, en résumé, la phase complète peut se caractériser comme suit :

1. La vitesse de l'eau, à Tinstant ^^, est V^ = ^ffP^^ la soupape S s'ouvre, s se
ferme.

2. La vitesse continue à décroître jusqu'à un minimum Y^ atteint à l'instant t^, la
soupape S achève de s'ouvrir, le liquide s'écoule dans le bief d'aval; la vitesse croît
pour atteindre à nouveau Y ^, position d'équilibre de la soupape S à l'instant t\.

3. La vitesse continuant à croître, la soupape S se referme à l'instant f j ^^ï 1^
vitesse ayant atteint la valeur Y, la soupape s s'ouvre à nouveau, et le liquide est alors
refoulé utilement.

4. La vitesse diminue peu à peu, et, lorsqu'elle atteint Y^, S s'ouvre à nouveau
pendant que s se ferme, et le cycle recommence.

Durée du refoulement, — En partant de l'équation (1), nous obtenons :

^ (V - V,) = (/»'- A) (r,-0,
d'où la durée du refoulement :

(^^ '^-' = V h'-h '

Durée de V échappement. — En partant de l'équation (4), on a :
l

^(V-Y,) = (^,~-0(^-i)),

d'où Ton tire :

Influence de la hauteur de refoulement. — Le rapport des durées du refoulement
et de l'échappement est :

(7) ^ — ^ = hfzJL.

t^ — t^ K — h

Le rendement de l'appareil variant dans le même sens que ce rapport, on voit que :
Le rendement d'un bélier sera d autant plus grand que la différence entre la hauteur
de refoulement et la hauteur de la chute utilisée sera plus faible.

368 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

Les expériences confirment ce résultat. C'est ainsi que, pour un même bélier,
lorsque la diiïérence h' — h varie de 4"*,50 à 15 mètres, le rendement tombe de 0",97

à c-^e?.

Influence de la dimension et du poids de la soupape d'échappement. — Dès que la
soupape S quitte son siège, la surface de Tespacê annulaire par lequel peut s'écouler
l'eau varie de 0 à ^izpe {fig. 612), p étant le rayon de la surface supérieure circulaire
de S, e étant la dislance qui sépare les deux positions extrêmes de S.

Tant que cette surface d'échappement restera inférieure à la section w du corps de
bélier, il y aura une perte de charge. Quelle que soit, d'ailleurs, la loi du mouve-
ment de haut en bas de la soupape S, le temps pendant lequel la veine liquide sera
ainsi contractée variera en sens inverse de p, et par conséquent la perte de charge totale
due à celte contraction diminuera lorsque le rayon de la soupape S sera augmenté.
Donc : le rendement d'un bélier hydraulique varie avec la surface de la soupape
d'échappement et varie dans le même sens.

M. Vigreux, voulant évaluer parle calcul les pertes de charge correspondante
cet étranglement momentané de la veine liquide, assimile successivement l'orifice
annulaire et la soupape S :

1** A une plaque mince interposée dans un courant cylindrique perpendiculaire-
ment à ce courant ;

2® A un ajutage cylindrique.

Les deux hypothèses ont pour résultat de remplacer dans les calculs la hauteur

de chute h par le produit aA, a étant compris entre G et 1.

3
Dans la seconde hypothèse, M. Vigreux adopte pour a la valeur ot == t-

Si maintenant nous reprenons Téquation (7), nous voyons que le rendement est

p
proportionnel à ^ — p\ il varie donc en sens contraire du rapport p = -j î ^^^s venons

de voir déjà l'influence delà surface de la soupape d'échappement; celle de son poids
peut s'exprimer ainsi :

Le rendement d'un bélier varie en sens contraire du poids de la soupape
d'échappement.

Influence de la dimension des soupapes de refoulement. — Si la somme des
surfaces des soupapes ^, s était inférieure à la section du corps de bélier C^, il en
résulterait une contraction et, par suite, une perte de charge.

D'autre part, il n'y a aucun intérêt à augmenter au delà de la section de C la
valeur totale des surfaces des soupapes *, s. Aussi prend-on généralement pour

valeur commune de la surface des n clapets la quantité -> oj étant la section du

corps C^.

Influence de IVcartement des soupapes d'échappement et de refoulement. — Du
choc dans les be'liers. — Lorsque les clapets *, s se ferment, la vitesse du liquide
contenu dans la partie C^ du corps du bélier devient nulle. Sous l'influence de la
détente de lair contenu dans le réservoir r [fig. 610), le liquide de C, tend même à
être refoulé de C^ vers C.

L'action de cette masse liquide contenue dans C^ est d'abaisser la valeur minima
de Vj, vitesse de l'eau dans le corps de bélier C. Cette action augmente donc la

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE 369

durée de la période d'échappement et, par conséquent, diminue le rendement de
Tappareil.

Il est évident que cette action retardatrice varie dans le même sens que le

rapport — TT^" Si Ton fait croître ce rapport, il arrivera un moment où le refoule-
ment du liquide de C| , à l'instant de la fermeture des clapets s, s, sera assez considé-
rable pour produire un choc dans la boîte B, c'est-à-dire pour réduire jusqu'à zéro

la valeur du minimum V2.
1 f^
Le rapport — r-r^ continuant à croître, le minimum Vj deviendra négatif, et Ton

aura un refoulement du liquide dans le corps de bélier C.

Ce sont là de très mauvaises conditions de fonctionnement, la durée de la
période d'échappement se trouve considérablement augmentée, et il y a une grande
perte de travaiL

11 y a donc le plus grand intérêt à éviter tout choc, et, en diminuant le rap-

port — p-^> à diminuer autant que possible l'action retardatrice du liquide contenu

dans le corps du bélier C|.

Pour un volume déterminé du corps de bélier C, on ne peut diminuer la section
de la conduite C^ sans diminuer proportionnellement la quantité d'eau introduite
dans le réservoir à chaque pulsation. C'est donc la longueur de C^ qui doit être
diminuée autant que possible, et on peut dire que le rendement d'un bélier varie en
sens inverse de la dislance qui sépare les soupapes d'échappement et de refoulement.

Influence des frottements dans les conduits et des vitesses restantes du liquide
au refoulement et à V échappement. — Dans les calculs qui précèdent, nous n'avons
tenu aucun compte du frottement du liquide dans le corps de bélier et Ja conduite
de refoulement.

D'autre part, le liquide a une certaine vitesse restante lorsque, par l'orifice a, il
arrive au niveau Nq pendant la période d'échappement. Il en est de même lorsque
l'eau refoulée atteint le niveau N'.

Toutes ces causes tendent à diminuer le rendement du bélier, et, pour que les
résultats du calcul puissent être comparés aux résultats des expériences, il faudrait :

a) Diminuer h :

1** D'une quantité correspondant aux pertes de charge dues aux frottements
dans le corps du bélier C ;

2** D'une quantité correspondant à la perte de charge due à la vitesse restante à
l'oriiice a.

b) Augmenter h' :

i* D'une quantité correspondant aux pertes de charge dues aux frottements et
remous dans C|, dans les réservoirs r et R et dans la conduite de refoulement;

2<* D'une quantité correspondant à la vitesse restante de l'eau à son arrivée au
niveau N'.

Volume du réservoir. — Comme nous l'avons déjà indiqué, le rôle du réservoir R
est de régulariser le refoulement de l'eau dans la conduite D.

Pratiquement, il est impossible d'obtenir que la vitesse de refoulement soit cons-
tante. Mais l'on peut s'imposer la condition que cette vitesse ne s'écarte de sa valeur

LES POMPES. 24

370 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE I/ACTION DLÎN FLUIDE

moyenne w que d'une fraction — de sa valeur, et calculer le volume v qu'il sera

nécessaire de donner au réservoir R pour qu'il en soit ainsi.
Appelons, dans ces conditions :

n, n^, n^, le niveau moyen de Teau dans le niveau maximum et le niveau

minimum ;
Uy M|, Mj, les volumes correspondants de Tair dans le réservoir;
P, Pi, Pj, les pressions correspondantes.

Ce sont ces pressions qui donnent sa vitesse au liquide de la conduite D. Il est
donc évident qu'aux pressions :

devront correspondre les vitesses :

' 'm m

Pendant la période d'ouverture des clapets s, s^ il entre dans le réservoir une
certaine quantité d'eau q. Appelons :

ô|, le temps t^ — adonné par (5) pendant lequel les clapets sont ouverts ;

62, le temps t^ — t^ donné par (6) pendant lequel les clapets «, s sont fermés.

Pendant la période d'ouverture comme pendant la période de fermeture des

clapets, la vitesse dans D ne devra varier que dew -\ k w • Nous aurons donc

des valeurs très approchées des quantités d'eau refoulées dans D pendant ces deux
périodes, en supposant la vitesse de refoulement constante et égale à sa valeur
moyenne w.

Ceci posé, nous avons :

(8) u^ -\- u^ = 2?/,

(9) P2 + P. = 2P.

Enfin la loi de Mariotte nous donne :

^ ' ». + «, p, + p.

Dans cette équation, P est connu : c'est le produit de la différence H des
niveaux N' et n par la surface û de la section n du réservoir R.

Reste donc à calculer les différences P^ — P^ et ^f^ — a.^ des pressions et des
volumes extrêmes dans le réservoir.

Nous avons :

dl^ ~^ dt '

LE rUIDE EST LN LIQLIDE 371

en intégrant deux fois :

dw— (?^ — p2)rZ^

d'où :

/«0|

D'autre part on a :

(12) n^ — M^ = 12.20. 0^.

Appelons maintenant od et (i>| les sections du corps de bélier CC, et du
tuyau de refoulement D ; nous pourrons évaluer de deux manières la quantité d'eau
refoulée :

Pendant la période d'ouverture des clapets s^ 5, la quantité d'eau qui pénètre
dans le réservoir est :

et en tenant compte de (2) :

, h' —h
(i3j ^rr^oiO, — ^ g.

Pendant toute la période de refoulement, cette même quantité d'eau peut
s'évaluer :

(14) î = co,M^(0, +6,).

Les équations (13) et (14) permettent de calculent, qui, substitué dans (11) et (12),
nous donne enfin les valeurs chercliccs :

(»') "*-«-f-^-^^/"(*'-*

Substituant dans l'équation (iO) les valeurs que nous venons de calculer, nous
obtenons enfin :

u =:^p(A'— h)m}.

Mais on a :
d'où :

(18. « = |p(/e'-;i)co,e,(^, +62).

Les équations (5; et (6) nous permettent d'éliminer 0, etO^; la pression moyenne

372

POMPES EMPLOYANT COMME FOUCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

P est égale à la pression atmosphérique augmentée de la hauteur moyenne de refou-
lement au-dessus du niveau w, soit H^ -}- H. On a dès lors :

(19)

m Hq + H h' — pYI ,^r ç, ,>T

On peut se fixer m aussi grand que possible. Dans la pratique, on ne calcule
jamais u pour une valeur de m supérieure à 50.

DIFFERENTS TYPES DE BELIERS

Bélier Bollée. — Avec les béliers précédemment décrits, ily aà craindre, pour leur
bon fonctionnement, que le niveau d'aval ne s'élève suffisamment pour venir à la hau-
teur du reniflard ; il est vrai qu'on peut remédier à cet incouvénient en plaçant le
bélier plus haut; mais alors on n'utilise plus toute la hauteur de chute, et le rende-
ment est diminué.

Bollée a imaginé une heureuse modification qui permet d'utiliser les chutes îcs
plus faibles.

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE

373

Sur le corps du bélier B [fig, 613), il a placé une colonne creuse C en fonte, qui
communique constamment avec lui et qui est terminée à sa partie supérieure par une
cage mise en relation par le tuyau i avec la partie du corps B située immédiatement
au-dessous de la soupape d'arrêt S'. Cette cage supérieure est munie d'une ouver-
ture réglée par une vis à pointeau qui permet l'aspiration de l'air extérieur au mo-
ment où se produit la réaction qui succède à l'aspiration. Une petite soupape d'arrêt
ferme cette ouverture quand l'eau reprend son mouvement vers la cloche. On voit que
ce dispositif constitue une véritable pompe à air, qui supprime avantageusement
l'emploi du reniflard et du réservoir d'air intermédiaire situé dans la cloche R des
premiers béliers.

Bollée a également supprimé les chocs de la soupape d'échappement S sur son
siège en l'équilibrant et en lui donnant une forme spéciale. La paroi extérieure de
cette soupape est munie d'ouvertures qui permettent la circulation et la sortie de
l'eau ; de plus, elle est supportée par une biellette articulée à son axe à un levier D
qui porte à l'autre extrémité un contrepoids variable d. Un ressort D' fixé à D, inter-
posé entre le système de suspension, assure la douceur du fonctionnement. Le fond
de la crapaudine qui contient la partie inférieure de l'axe de la soupape est garni de
rondelles élastiques dont l'effet s'ajoute à celui du contrepoids pour amortir le choc
qui se produit lorsque la soupape retombe.

Une soupape de sûreté appuyée sur son siège par un ressort convenablement taré
est placée sur la cloche R et prévient ainsi l'éclatement qui pourrait se produire dans
le cas où le refoulement se trouverait obstrué.

Ainsi constitué, et avec un tuyau d'amenée de 170 millimètres de diamètre, une
chute de 4n>,50 et un débit de 1.500 litres par minute, l'appareil fonctionnant dans les
conditions les plus favorables peut élever à 5", 60 de hauteur 300 litres à la minute.
Son rendement varie entre 75 et 80 0/0.

Un perfectionnement a été apporté
aux béliers par la maison Bollée et a
paru pour la première fois à l'Exposition
universelle de 1900. Il consiste en un dis-
positif permettant d'élever de l'eau propre
en employant de l'eau motrice sale.

A cet effet, l'appareil comporte un ré-
servoir cylindrique enfermé dans la cloche
du bélier ; ce cylindre est ouvert à sa par-
tie supérieure et communique avec l'aspi-
ration et le refoulement d'eau propre par
sa partie inférieure. Ce vase est placé à
une hauteur suffisante dans la cloche pour
que l'eau motrice ne puisse pas y pénétrer.
Le débit d'eau pure est suffisant pour dé-
border du vase cylindrique à la fin de
l'aspiration ; une partie de l'eau propre est
perdue et se mélange à l'eau motrice.

FiG. Glo. — Bélier Hennann Fischer.

Bélier Hermann Fischer. — En 1866, cet inventeur, étudiant un bélier avec tuyau

374 POMPES EMPF.OYANT COMME FORCE MOTRICE I/ACTION IVIN FLUIDE

d'amenée de 1 mètre de diamètre, construisit un modèle en petit qui présente un
certain intérêt par la préoccupation évidente d'amortir les coups de bélier en rappro-
chant les soupapes d'échappement hh et de refoulement b,

La figure 615 montre la disposition de la soupape d'échappement; elle est ana-
logue à une soupape à double siège M, creuse, et laisse une large section de passage
au liquide.

Cet appareil n'a pas été exécuté en grand, à notre connaissance.

Bélier Hett. — C'est [flg, 016 et 617) un type très simple, utilisable seulement
pour les débits de faible importance.

FiG. 610 cl on. — Bélier Uelt.

A et R sont les tuyaux d'arrivée et de refoulement ; l'échappement se fait libre-
ment en K. Le clapet d'échappe-
ment C reste ouvert sous l'influence
de son poids tant que la vitesse de
l'eau n'est pas suffisante pour l'ap-
pliquer sur son siège ; alors seule-
ment, G se soulève et le liquide pé-
nètre dans le réservoir d'air P.

Bélier à simple effet Durozoi. —
Cet appareil, représenté par la fi-
gure 618, offre les caractères sui-
vants : le clapet d'arrêt N est muni
d'un dispositif L, qui permet de faire
varier sa course avec le débit. L'ali-
mentation d'air est bien étudiée et
assurée comme il suit. Lorsque l'eau
s'écoule librement de A vers B, il
Fio. 618. - Bélier à simple effet burozou g^ produit dans le tube T un vide

qui détermine l'introduction d'un peu d'air ; lorsque} le clapet d'arrêt se ferme, l'eau

LE FI.riDE EST IN LIQUIDE

.17;

Fio. 619. — Bélier à simple ellet Durozoi,

remonte dans T, comprime Tair qui soulève le petit clapet C, et se rend dans la
chambre E ,

Afin d'augmenter Teffet
utile de Teau, on établit à
Fextrémité supérieure du
tuyau de chute un clapet
s'ouvrant du dehors en de-
dans. Ce clapet, qui se ferme
en même temps que le cla-
pet d'arrêt, empêche la ré-
action de se transmettre au
liquide du réservoir, et, par
suite, augmente l'effet de la
soupape F.

L'appareil représenté
par la figure 618 laisse écou-
ler l'eau d'échappement dans
un tuyau latéral qui s'amorce
en B, et auquel on peut quelquefois donner une certaine pente, ce qui augmente
l'effet utile.

La figure 619 donne la disposition d'un bélier également à simple effet, mais dans

lequel Teau d'échappement est évacuée par la par-
tie inférieure. Ici le clapet d'arrêt E est maintenu
ouvert par un contrepoids L ; l'alimentation d'air
est identique à celle du précédent appareil.

Bélier H.-D. Pearsall. — M. Pearsall a ap-
pliqué le principe du bélier à des machines de
grandes dimensions destinées soit à élever de
l'eau, soit à comprimer de l'air et à permettre
ainsi un véritable transport de force.

Le principe est toujours le même. M. Pear-
sall, en actionnant par un petit moteur annexe la
soupape principale, supprime les chocs et peut
donner à sa machine des dimensions et une puis-
sance notablement plus considérables que celles
ordinairement adoptées.

La figure 6^0 donne une disposition pour
refoulement et élévation d'eau. Le tuyau A con-
duit l'eau de l'endroit où elle est captée au déver-
soir B. La communication se fait au moyen de la
soupape principale C, mue directement par un
petit moteur à air comprimé G, qui est alimenté
par le réservoir d'air de l'appareil lui-même.
Les clapets D, D mettent en communication la
partie supérieure de l'appareil et la chambre à air E, à la partie inférieure de laquelle

376

POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTREGE L'ACTFON D'UN FLUIDE

débouche le tuyau de refoulement F. Enfin H est une soupape à air portant un flot-
teur J, dont la distance à H peut être modifiée au moyen d'une vis K.
Le fonctionnement de Tappareil est le suivant :

Le tuyau A étant plein d'eau, la soupape C est ouverte par le moteur, et Teau
s*écoule dans le déversoir B ; la chambre M, qui était pleine d'eau, se vide, et ^ai^ y

pénètre grâce à la soupape H.
Au bout d'un certain temps
(trois secondes par exemple),
le moteur ayant accompli une
partie de sa révolution, la sou-
pape C se ferme. L'eau de A
continue d'affluer à cause de
sa vitesse acquise ; elle pénètre
dans la chambre M, soulève le
flotteur J, ferme la soupape H.
Lorsque la pression de l'air est
suffisante, les clapets D, D
sont soulevés et l'air pénètre
avec une certaine quantité
d'eau dans la chambre E, jus-
qu'à ce que l'équilibre de pres-
sion se soit établi et que la
force vive de l'eau soit utilisée.
11 est bien évident que l'air
comprimé dans E refoule par F
une certaine quantité d'eau.

On voit que la fermeture
de la soupape C n'a pas besoin
d'être rapide puisque, au dé-
but, l'eau peut pénétrer libre-
ment dans M ; tant qu'elle n'at-
teint pas le niveau J, la sou-
pape H reste ouverte et permet
à l'air de s'échapper.

L'appareil est réglé de
manière qu'au moment où les
clapets D, D se ferment dou-
cement, la soupape C soit de
nouveau ouverte ; la marche
est alors très douce et très
régulière : l'eau acquiert len-
tement une certaine force vive,
pour la restituer de même dans
la seconde partie du mouve-
ment. L'écoulement de l'eau refoulée se fait d'une façon continue sous la pression de
1 air comprimé dans la chambre E.

— bélier moteur Pearsu II.

C, tuyau (l'arrivée de 0*,30 de diamètre ; D, soupape d'ad-
mission annulaire, ouvrant et fermant alternativement le
trop-plein G, et commandée par la tige E et la came P d'un
petit moteur & air comprimé faisant 25 tours par minute. La
soupape D ferme sur un siège en caoutchouc, dont les
bords sont, dès l'origine de cette fermeture, appuyés sur
D parla pression de l'eau à l'intérieur de D (Voir fig. 620). H,
chambre intermédiaire, avec tlotteur c renfermé dans un
tube ab, qui commande la soupape d'évacuation d'air/, et
communiquant avec le refoulement M par les clapets K,
à ressorts L.

LE FLllîDE EST UN LIQUIDE

377

Il y a intérêt, au moment de la mise en marche, à introduire dans le réservoir
une quantité d'air suffisante pour que la hauteur d'eau au-dessus des clapets D, D
soit seulement de quelques centimètres : on utilise mieux ainsi toute la capacité du
réservoir d'air. L'air emprisonné suffît à actionner le moteur et à faire matelas
d'air.

Il convient de remarquer que, dans cet appareil, la vitesse de l'eau dans le
tuyau d'amenée A varie de zéro à un certain maximum, et que, puisque cette eau est
à peu de chose près toujours en mouvement (et en mouvement régulier), la vitesse
moyenne est sensiblement égale à la moitié de la vitesse maxima. Or les considéra-
tions de solidité, de résistance, de dimensions et de
n poids dépendent de la vitesse maxima; au contraire, la

m ^y» puissance de la machine dépend de la vitesse moyenne.

y^ ^^ Ce bélier, dans lequel la vitesse moyenne est une frac-

tion très importante de la vitesse maxima, permettra
donc d'obtenir des puissances notables avec des ma-
chines qui ne seront pas — comme dimensions et poids
— hors de proportions avec le résultat à obtenir.

La machine représentée par la figure 620 a été
construite par St Mary Gray (Kent) et a donné les ré-
sultats suivants : 620 litres élevés par minute à une
hauteur de 20", 80, avec une chute de 2", 30 et un débit
total de 3.500 litres par minute ; soit un rendement de
66 0/0 environ.

La figure 621 donne une autre
disposition, fondée sur le même
principe. La soupape à air j de
la chambre H est disposée diffé-
remment : le flottaur c est placé
dans une sorte de tube ouvert ab,
dans lequel se comprime l'air à
la fin de chaque période. Le re-
foulement se fait latéralement, et
les soupapes K offrent un mon-
tage spécial, qui semble avoir
donné satisfaction.

Cette machine, adoptée en
Pensylvanie, a donné les résultats
suivants : 570 litres élevés par

Fio. 623. — Bélier-moteur
Pearsall. Détail du siège
de la soupape c {fig. 622)

A, arrivée de l'eau motrice ; c, soupape commandée par un petit moteur à air comprimé ; B, déver-
soir ; D, D, clapets mettant en communication la chambre M avec la chambre à air comprimé E,
à sortie F : H, soupape à flotteur J, dont la distance à D peut être réglée, de L, par une vis R.

Fio. 622.— Bélier- moteur Peur-
sali, fonctionnant comme
compresseur d'air.

minute à 28*^,30 de hauteur, avec une chute de 5",30 et un débit total de 4.670 litres
par minute; soit un rendement de 71 0/0. Le tuyau de décharge a 0™,tO de dia-

«78

POMPES EM1»L0YANT COMME FORCE MOTRICE Ï/ACTION D'UN FLUIDE

mètre et 186 mètres de long ; la perte de charge due aux frottements est de 2°, 40.

La figure 622 est relative à un montage de l'appareil fonctionnant comme com-
presseur d'air ; les lettres correspondent aux mêmes organes que dans la figure 621.

La chambre M est de grandes dimensions et le flotteur J très voisin de la sou-
pape C, afin que la soupape H se ferme rapidement, la force vive de Teau devant
servir seulement a conipriruer en E Fuir emprisonné dans M. La partie supérieure
de cette chambre peut être entourée d'eau» dont la soupape N assure la circulation ;
dans ces conditions, la compression de l'air se rapproche de la compression isother-
mique et se fait par suite dans de bonnes conditions de rendement. F représente ici
roritice d'échappement de Tair comprimé.

La figure 62'i donne une vue de la soupape principale c ; un double anneau 00
est fixé au tube fui-môme; lorsque la soupape ferme Torifice, la pression applique
l'anneau à la fois contre elle et contre le tube, constituant ainsi un joint bien étanche.

Bélier hydraulique Schabaver. — M. Schahaver a cherché à augmenter l'effet utile
du bélier en augmentant la vitesse de passage du liquide entre le clapet principal
et son siège : i! a été conduit, pour cela, à adopter des clapets rectangulaires à faible
levée. Loi-sque le débit devient notalile, il faut, si Von veut éviter d'augmenter les

V\*r. l'iM et 625. — llélier Scftfthavey h clrL|u"ls multiples.

dimensions du corps du bélier, remplacer le clapet théoriquement nécessaire par
plusieurs autres équivalents ; de plus, on augmente ainsi le périmètre disponible.

Le bélier Schabaver est dont* caractértsé par des clapets rectangulaires mul-
tiples, à levées faibles et rapides.

\.K FiJinr: est i:n liquide

:no

Les figures 624 et 625 donnent la disposition d'un bélier à deux clapets princi-
paux. L'eau arrive dans la direction de la flèche, s'échappe
librement tant qu'elle n'a pas atteint une certaine vitesse,
puis ferme les clapets C, pour ouvrir les clapets C et amor-
tir sa force vive en faisant passer dans le réservoir K une
certaine quantité d'eau que la pression de l'air refoulera.

On voit que les clapets de refoulement C, C sont main-
tenus sur leurs sièges par des ressorts à lames ;/, p\ agissant
sur les clapets par l'intermédiaire d'une tige t et d'une petite
bielle 6'; de plus, ces clapets oscillent autour des axes hori-
zontaux a. Les clapets d'échappement C, C présentent une
disposition analogue; mais les ressorts p, qui les tiennent
écartés de leurs sièges, sont des ressorts à boudin. Enfin, la
figure 625 montre l'emploi d'une petite pompe à air P, des-
tinée à éviter les ruptures causées par les chocs lorsque l'air
fait défaut; M. Schabaver estime, en effet, que le reniflard
ordinairement adopté est insuffisant pour donner toute sécu-
rité. Le coude c, qui est à la partie inférieure de la pompe,
reçoit un piston de sûreté destiné à éviter, le cas échéant, la
rupture du bélier.

Cet appareil ne convient qu'aux faibles puissances,
inférieures à un demi-cheval, par exemple. Mais, par contre,
il permet d'utiliser des différences de niveau extrêmement
faibles; son inventeur Ta fait fonctionner avec une différence
de niveau inférieure à 0™,03.

M. Schabaver a fait un
certain nombre d'essais des-
quels il résulte que, confor-
mément à la théorie :

1° Le rendement diminue assez ra-
pidement lorsque le rapport entre la
hauteur de refoulement et la hauteur
de chute augmente;

2** Le rendement augmente lorsque
— toutes choses égales d'ailleurs — la
levée des clapets diminue. Ce fait est
mis en évidence par les diagrammes de
la figure 626, résumant les expériences
faites avec un bélier de 50 millimètres.

Bélier à double efiFet Durozoi. —
Pour utiliser les fortes pressions résul-
tant des hautes chutes d'eau, M. Du-
rozoi a construit {fig. 627) un bélier à
double effet dans lequel Teau motrice

Fio.626. — Diagramme du
fonctionnement d'un bé-
lier Schabaver de 50 mil-
limètres.

On y a porté en abscisses
les rapports de la hau-
teur du refoulement à
celle de la chute motrice
et en ordonnées les ren-
dements. Longueur du
corps du bélier depuis
l'orifice jusqu'aux cla-
pets moteurs 8 mètres.
Nombre des clapets, 2.
Levées, 1— ,8 pour le
tracé inférieur.

Fig. 627.

l Bélier à double effet Duvozoi.
arrive par deux tuyaux séparés a, a\ il n'y a qu'un seul réservoir d'air R, mais il

380

POMPES EMPLOYANT COMME FOI\CE MOTRICE I/AGTION D'V^ FLL'ÏDE

porte deux soupapes de refoulement b, b. Les deux clapets d'arrêt N sont maintenus
écartés de leurs sièges par des contrepoids.

On voit que, si Ton appuie sur la tige du clapet de droite, Teau prendra — dans
cette partie de Tappareil — une vitesse grâce à laquelle, lorsque le clapet sera
fermé, une certaine quantité d'eau pénétrera dans le réservoir R. Mais, en même
temps, le clapet de gauche s'ouvrira et les mêmes faits se reproduiront de ce côté.

Bélier Decœur. — M. Decœur a fait une étude complète du bélier et Ta perfec-
tionné en rapprochant les soupapes d'échappement et de refoulement et en leur adjoi-
gnant des ressorts qui multiplient leurs oscillations. Il a pu, de la sorte, diminuer

les chocs et augmenter le rendement de l'appa-
reil.

La figure 628 donne une coupe d'un bélier
construit pour petits débits, le tuyau d'amenée
d'eau n'ayant que 20 millimètres de diamètre. Les
soupapes s et s\ d'échappement et de refoulement,
sont très voisines l'une de l'autre : 20 à 25 mil-
limètres environ. La tige de la soupape s porte
une goupille fendue^, sur laquelle viennent s'ap-
puyer deux ressorts à boudin antagonistes |} et p',
qui portent sur les leviers L et L' de mise en
marche et d'arrêt. La position du levier L', à
came de réglage Ca, fixe les conditions d'équi-
libre et de fonctionnement de la soupape s,

La soupape s a sa tige guidée par une douille
sur laquelle vient s'appuyer le ressort à boudin
qui l'applique sur son siège. Le fonctionnement
de l'appareil est le même que celui d'un bélier or-
dinaire; l'arrêt et la mise en marche s'obtiennent
au moyen des leviers L et L'.

L'appareil à petits débits décrit plus haut, et
construit par MM. Rouart frères, a donné les ré-
sultats suivants : Le tuyau d'amenée était en
plomb, de 4 millimètres d'épaisseur et de 2 centi-
mètres de diamètre ; il avait 10 mètres de longueur
et était courbé en plusieurs sens pour la commodité de l'installation. L'eau était fournie
par uii réservoir à flotteur situé à 4*^,50 au-dessus de l'appareil. Dans ces conditions,
avec 240 pulsations par minute, le bélier refoule 0"^8 à 22", 50 au-dessus de la source,
et laisse échapper 4'",4; le rendement mécanique est alors de 91 0/0. Avec 130 pul-
sations seulement, on a pu refouler 0'",5 à 54 mètres de hauteur avec un échappement
de 7"*,5; le rendement était alors de 80 0/0. Quand la hauteur de refoulement est
inférieure à quatre fois la hauteur de chute, le rendement atteint son maximum dans
le voisinage de 95 0/0; les oscillations sont alors très petites, et leur durée peut des-
cendre jusqu'à 1/7 de seconde.

Lorsque les chutes utilisables sont faibles (inférieures à 2 mètres), le bélier
Decœur donne encore des résultats très satisfaisants; Téchappement a lieu sous

Fio. 628. — Petit bélier Decœur.

I.E FLUrOE EST UN LIQUIDE

381

Teau, pour éviter les rentrées d'air. Des essais faits au Conservatoire des Arts et
Métiers ont montré qu'avec des chutes variant de 2 mètres à 0",30 le rendement a
varié de 87 0/0 (pour 2 mètres) à 66 0/0 (pour 0"",30), et que, dans ce dernier cas, on
refoulait encore 1/45 de Teau disponible à
30 fois la hauteur de chute.

La figure 629 donne une disposition à
débit plus élevé.

a, b et c sont les tuyaux d'amenée, de
refoulement et d'échappement;

d est la soupape d'échappement, avec
les ressorts antagonistes o etw, dont on peut
faire varier les tensions respectives par m ;

e, e, sont les clapets de refoulement;

Fio. 620. — Bélier Decœur^ coupe verticale.

a, amenée de l'eau motrice; c, évacuation de Teau
motrice en excès; c/, clapet d'évacuation et de re-
tenue, à tige d\ avec ressorts n et o, réglables
par la vis m, à palet de fixation p; q, levier permet-
tant de soulever d' pour la mise en train du bélier.

c, soupapes de refoulement, à tiges guidées en f et
ressorts .7, réglages en i; /*, matelas d'air, avec sou-
pape k pour évacuer l'excès d'air; A, refoulement.

FiG. 630 et 631. — Grand bélier Decœur^
coupe verticale et horizontale ÀB et CD.

8, grande soupape d'évacuation plate, à res-
sorts de réglage n^o^ reliés à^ par le cadre/,
avec ressorts w,x.

Pour les autres lettres, même légende qu'en
figure 629.

dans le cas présent, il y en a quatre, maintenus par des ressorts^, sur lesquels vient
s'appuyer un croisillon jy plus ou moins serré au moyen de l'écrou h ;

382

POMPES EMPLOYANT COMME EOUCE MOTRICE L ACTION DT'N FLUIDE

k est un reniflard permellant les rentrées d'air dans la chambre à air f.
Les figures 630 et 631 montrent la disposition adoptée pour grands débits.
Les clapets de refoulement e sont au nombre de 8, disposés sur une couronne
annulaife, avec croisillon glissant sur un arbre intérieur. L'écoulement du liquide a
lieu à la circonférence. Enfin les ressorts de commande de la soupape principale sont
placés (w et o) au-dessus de la cloche à air, ce qui permet de noyer l'appareil dans le
bassin de chute, de manière à diminuer la vitesse de sortie de Teau d'échappement
et, par suite, d'augmenter le rendement.

Bélier-pompe Hett. — F^orsqu'on désire élever un liquide autre que le liquide
moteur, on peut utiliser la combinaison dite bélier-pompe. L'appareil imaginé par
M. Hett comporte, d'une part, son bélier simple B et, d'autre part, une pompe à
diaphragme P [f.g, 632).

Fio. 632. — Bélier-pompe Ueli,

Le fonctionnement est des plus simples, le diaphragme vibrant à chaque batte-
ment du clapet d'échappement ; la figure dispense de tous commentaires. Le dia-
phragme est le point délicat de l'appareil; aussi faut-il le rendre facilement acces-
sible : dans le dispositif de M. Hett, la chambre à air est simplement fixée par des
écrous, et le démontage ne dure que quelques minutes.

Bélier-pompe à pistons différentiels Durozoi. — Cet appareil {fig. 633 et 634),
basé sur le principe du bélier, permet de refouler soit le liquide même de la chute,
soit un tout autre liquide, et aussi de comprimer de l'air.

Le fonctionnement est facile à comprendre. L'eau qui arrive par le tuyau
d'amenée A s'écoule par la partie inférieure tant que sa vitesse est insuffisante pour
vaincre l'action des contrepoids K et fermer le clapet d'échappement E. Dès que
celui-ci se ferme, la réaction du liquide soulève le piston D, qui se meut dans le

LE FfJ IDE EST ÏJX LIQUIDE 383

cylindre C, entraînant dans son mouvement d ascension le piston G, qui lui est lié
invariablement. Au début, la chambre F contient seulement de Tair qui, comprimé
par le piston G, soulève la soupape H, et passe dans le réservoir J.

Fio. 633-634. — Bélier-pompe différentiel Durozoi.

Lorsque le clapet E s'ouvre à nouveau, le piston B, sollicité par le contre-
poids K, redescend rapidement, entraînant le piston G; le liquide à refouler, ainsi

FiG. 635. — Bélier-pompe à pistons différentiels de courses inégales Durozoi.

aspiré, traverse la boîte à soupapes M et vient remplir la chambre T. De sorte
qu'enfin, au coup de bélier suivant, les pistons D et G remontant, la soupape H
«'ouvre et laisse passer dans la chambre J le liquide de F, Ce liquide est refoulé

384

POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE I/ACTION D'UN FLUIDE

d'une manière continue au travers de la boîte à soupapes N, par la pression de Tair
comprimé dans J.

Il faut remarquer que ce dispositif se prête à des combinaisons assez différentes.
Si Ton a une faible chute, on pourra, en prenant G beaucoup plus petit que D,
élever à une très grande hauteur une petite quantité de liquide. Au contraire, si Ton
a de très fortes chutes, on pourra élever à des hauteurs moyennes beaucoup de
liquide, en donnant à G des dimensions supérieures à celles de D.

La figure 63o donne une autre disposition du bélier-pompe dans laquelle les
pistons, qui sont déjà de dimensions inégales, parcourent de plus des chemins
inégaux. Il suffit de remarquer, pour en comprendre le fonctionnement, que le
piston D, au lieu d'être lié au piston G, agit sur un levier agissant lui-même sur
le piston G; on voit qu'en choisissant convenablement l'axe O du levier, on pourra
faire décrire au piston G une course 12 fois plus grande que celle décrite par le
piston D. On pourra ainsi donner au piston G une section moindre que dans Tappa-
reil précédent et élever Teau à la même hauteur ; cette réduction de section est
avantageuse.

Avec cet appareil, on peut utiliser des chutes de 0,25 à 0,30 pour élever des
liquides à de grandes hauteurs sans avoir à établir de béliers superposés.

Cette machine peut servir aussi de compresseur d'air; enfin, dans le cas où
Teau motrice ferait défaut, l'existence du balancier permettrait d'actionner la machine
à la main.

Bélier-pompe Duroioi. — Dans cet appareil [fig, 636 et 637), M. Durozoi utilise
le vide partiel et la compression produits par le coup de bélier pour obtenir par le
mouvement d'une membrane suffisamment flexible l'aspiration d'une autre eau que

L_£^

■■■\

Fio. 636.

Fio. 637.

Feau motrice, tout comme le fait M. Bollée pour Tapprovisionnement de l'air
nécessaire à la marche de'son appareil.

La membrane de caoutchouc D en question [fig. 636) est serrée entre le corps du

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE

385

bélier A et la boîte à clapets de la pompe. Lorsqu'on met l'appareil en marche, leau
arrive et sort par la soupape d'échappement B, qu'elle ferme ensuite, passe dans la
cloche du bélier, puis, dans son mouvement contraire, elle produit le vide nécessaire
à l'aspiration de l'air et en même temps ce vide fait cintrer la membrane D [fig. 637).
Au deuxième coup de bélier, la vitesse de l'eau et sa tendance à s'élever lui donnent
la forme indiquée en pointillé. 11 est facile de comprendre que chaque mouvement de
la membrane produit l'aspiration par G et le refoulement par O d'une autre eau que
l'eau motrice.

Le bélier ne présente rien de particulier ; c'est exactement le même que le
premier de ceux que nous avons décrits, sauf que sa soupape d'échappement est
équilibrée par un contrepoids N articulé à un support Q venu de fonte avec le réser-
voir d'air de la pompe.

Le rendement de cet appareil est d'environ 0,75. Une pompe semblable installée
sur le bélier à double effet qu'a construit M. Durozoi lui a permis d'obtenir pour
l'ensemble de son appareil le rendement surprenant de 0,95.

Bélier Rile. — Ce bélier {fig. 638 à 641), construit par la « Power speciality C** »,
de New- York, ne diffère en rien, comme fonctionnement, des précédents ; il est seule-
ment remarquable par la forme de ses soupapes.

Fig. 638 et 639.

La soupape d'échappement D est constituée par deux disques de métal sur
lesquels est fixée une rondelle de cuir ou de caoutchouc. Son axe est solidaire d'un
levier D, articulé en I sur un support placé sur le corps du bélier.

Ce levier D, porte une glissière sur laquelle on fixe un contrepoids qu'on peut
déplacer quand la hauteur ou le débit de la chute varie. La course de la soupape est
limilée par une butée, réglable par vis, sur laquelle vient frapper le levier.

La soupupe d'arrêt F de la cloche se compose d'une rondelle de caoutchouc

LXS POMPSI. 25

386

POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE l/ACTION lïV/S FLUIDE

serrée entre deux disques de bronze évidés de manière à laisser le passage à Teau,
passage qui s'établit par le cintrage de la rondelle de caoutchouc.

L'aspiration d'air se fait par
un trou 0 percé dans la partie
haute du corps du bélier.

Ce bélier a été construit avec
de grandes dimensions; on en a
fait qui peuvent élever 560 mètres
d'eau par jour et fournir un ren-
dement de 0,8:2.

La figure 638 représente un
FiG. 640. appareil muni d'ajutages spé-

ciaux pour élever une eau plus
pure que l'eau motrice. Toutes les deux passent dans la cloche ; malgré cela, M. Rife
explique qu'en raison de la distance des deux soupapes D et F et de leur différence

FiG. 641.

de niveau, il peut obtenir l'élévation de l'eau pure sans qu'elle se mélange à l'eau
motrice.

Voici quelques données relatives à un bélier Rife ordinaire :

Diamètre du tuyau de chute O^jSOO

Diamètre de la soupape D 0'",450

Poids de cette soupape 22 kilogrammes

Capacité du réservoir d'air 590 litres

Diamètre du refoulement 100 millimètres

Hauteur totale du bélier 2", 30

Poids de l'appareil 1.270 kilogrammes.

Bélier Dorning. — Cet appareil {fig. 642) est caractérisé par sa très grande
simplicité d'organes.

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE

387

L'eau sous pression arrivant par B ferme après un certain temps la soupape H,
et sa force vive lui fait ouvrir le
clapet E. L'eau pénètre alors dans
la cloche A et dans le refoulement F.
L'air accumulé en M passe aussi
en A.

La sensibilité de la soupape H
se règle par la position de son con-
trepoids e sur le levier I qui pivote
autour de Taxe t\ et la course de
cette soupape est réglée par la vis J
et la butée i.

Bélier Gelly. — Cet appareil,
qui a reçu de son inventeur, M. Gelly,
le nom de « pompe automatique »,
est en effet une pompe automatique
aspirante et foulante à double ac-
tion.

Il se distingue par une extrême
simplicité de construction et par pig 642.

Tabsence de tout levier, ressort,
poids ou contrepoids destiné à régler la marche. Le réglage se fait automatiquement.

=JQ^

Fio. 643.

La figure 643 donne une coupe de Tappareil. En voici le fonctionnement:
Supposons la pompe automatique placée au niveau de la source.

388

POMPES EMPLOYANT COMME FOUCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

En ouvrant le robinet RJ'eau s'écoule en EP, la vitesse delà veine liquide dans
les tuyaux B et B' augmente jusqu'à ce qu'elle ferme le clapet D. Ce clapet
divise alors la colonne en deux parties : Tune, la colonne horizontale B, par sa
force vive, soulève la soupape F pour entrer en partie dans la cloche JH et pour s'éle-
ver dans le tuyau T.

L'autre partie de la colonne d'eau continuant à s'écouler forme le vide en M, et
la pression atmosphérique, agissant en EP, lui fait faire un mouvement de recul,
occasionne l'ouverture du clapet D, ferme le clapet D' et soulève la soupape b ; une
partie de cette colonne d'eau rentre dans la cloche G pour s'élever, comme l'autre,
dans le tuyau d'élévation ou être dirigée par un tuyau indépendant en tout autre
endroit.

Le même phénomène, suivant la chute et la hauteur d'élévation, se reproduit de
20 à 300 fois à la minute et continue jusqu'à ce qu'on veuille l'arrêter en fermant le
robinet.

Fio. 643 bis.

La figure 643 montre l'une des dispositions du bélier.

L'appareil fonctionne également bien lorsqu'il est placé en siphon, comme le
montre la figure 643 his^ et c'est là un des avantages importants de la « pompe auto-
matique Gelly » .

Enfin ce système de bélier fournit des rendements très élevés, qui, dans la plu-
part des installations, atteignent 900/0.

B. ~ MACHINES A COLONNE D'EAU

Hydro-éléyateur Durozoi. — Dans cet appareil, l'inventeur a réuni les idées qui
lui avaient servi à l'établissement du bélier à double effet et du bélier-pompe précé-
demment décrits. L'hydro-élévateiir, représenté par les figures 644 à 646, comporte
en somme un moteur et un élévateur.

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE

389

Le moteur est constitué par le piston A, mobile dans le cylindre D, par les
deux clapets C, C d'admission d'eau, dans la boîte desquels aboutit la conduite d'ame-
née U, enfin par les deux clapets d'échappement E, disposés latéralement dans une
boîte en relation avec le tuyau T d'évacuation d'eau.

L'élévateur est constitué par les deux pistons plongeurs B, boulonnés sur A
et mobiles dans les cylindres F, par des clapets d'aspiration en relation avec la
conduite B', et par des clapets de refoulement en relation avec la conduite A' d'élé-
vation.

Kio. 644 à 646. — Hydro-extracteur Durozoi.

Quelques détails de construction sont à noter. Les clapets E, E sont équilibrés
par un levier dont l'axe est à égale distance de chacun d'eux et dans l'axe transversal
de la machine ; la fermeture de l'un entraîne donc immédiatement l'ouverture de
l'autre. Les garnitures des pistons consistent en une pâte antifriction lubrifiante,
dont on remplit l'espace annulaire Y, et qui est pressée dans cet espace par des
poids R; le serrage est automatique ; le graissage est bon et l'entretien facile. Enfin,
deux soupapes K, K, placées au bout des cylindres F, ont pour mission d'assurer
le changement de marche automatique de l'appareil, dont voici le fonctionnement.

L'eau d'amenée arrivant par U trouve ouverts les deux clapets C ; mais, un seule-
ment des clapets E étant fermé, elle s'écoule librement de l'autre côté du piston A,
acquiert de la vitesse, et finit par fermer le clapet C correspondant. Alors le piston A
se met en mouvement ainsi que les pistons B ; l'un de ceux-ci aspire dans le cylindre F
le liquide à refouler, tandis que l'autre refoule le liquide préalablement aspiré. Le
changement de marche se fait automatiquement de la manière suivante : lorsque B
arrive au fond de sa course, il ouvre la soupape K et, grâce à la tuyauterie YZ, met
en relation le liquide comprimé avec le dessus de la soupape E, actuellement

300

POMPES EMPl.OYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION IVUN FLUIDE

ouverte: celle-ci se ferme, l'autre s'ouvre, et Tinlerversion des clapets C s'ensuit néces-
sairement, ainsi que le changement de sens dans le mouvement des pistons.

Cette machine est robuste et fonctionne régulièrement, même avec des eaux
motrices dont le régime n'est pas bien constant.

A la mise en marche, on rem pi il une fois pour toutes le tuyau A'.

Le piston moteur est ltcux et snn poids est sensiblement égal au poids de Teau
qu'il déplace : on arrive ainsi a de faibles rmtti^rnentfiî,

La pression des garnitures, une fnis établie, est bien constante, ce qui évite les
coincements cl l'nsnre,

La section des pistons est déterminée par le rappuit des hauteurs de chute et
d'élévation ; mais on donne au piston moteur une prédominance de 15 à 20 0/0 pour
compenser les frottements.

Le rendement de cette machine est de 73 à 80 0/0.

M. Durozûi a moditié cet appareil en remplaçant les soupapes de distribution
d'eau motrice au grand cylindre par un distributeur cylindrique.

L'appareil de changement de marche [fig. 047) n'a pas changé; seulement, au
lieu de se tnjuver aux exlréTtiités de chaque petit cylindn\ il est placé à celles du
grand, ce qui ne nécessite pas un aussijong tuyautage.

^i^iMi^Mè^l^r^.',,

Fji;. f>47 et (îitt, — Ilydro-ûliHateur IJnrozoi.

D après cela, il est facile de suivre le Tonctionnemenl : l'eau motrice arrive en H'
dans la caisse du distributeur, passe par X/ dans la chambre de gauche du grand
cylindre et chasse 1<^ grand piston vits la droite. L'aspiration se produit alors dans
le petit cylindre de gauche et le refoulement dans celui de droite. Lorsque le grand
piston, arrivé à fond de course, a \mU^ sur la lip^e de la soupape de changement de
marche K\ la comniiinication s't'tablit de N' par K' en M' sur la face de gauche du
distributeur, qui est ainsi chassé vers la droite et ouvre les orifices X'" et X" néces-
saires, Tun pour ladmissinn dans la porlïon de droite du grand cylindre, et l'autre
pour Té vac nation dans la partie de gauche.

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE

'M)\

Cet appareil a été construit pour Tusine élévatoire du service des Ponts et
Chaussées de Neuilly (Yonne). Il refoule 2"', 50 d>au à 46 mètres de hauteur dans

FiG. 649. — Hydro-élévateur pour tout-à-l'égoul.

A, Cylindre moteur.

B, B, Cylindres élévateurs.

F, F, Boîtes à clapet, aspiration et refoule-

menL
L, L, L, Cheminée de bourrage.
H, II, IL Vis à volants de pression sur la pAte et

bourrage.
0, 0, Boîte de distribution d'eau motrice.
R, R, Réservoir d'air pour régulateur de vitesse.

C, Tuyau de l'eau de source utilisée à la sortie
du compteur pour le fonctionnement de
l'hydro-élévateur.

E, Tuyau d'eau de source montant dans les étages
à sa sortie de l'hydro-élévateur.

S, Tuyau d'apiration de l'eau destinée au service
du lout-à-l'égout.

T, Tuyau de refoulement de l'eau destinée à l'ali-
mentation des réservoirs de chasse.

une conduite qui a 1.930 mètres de longueur; la chute motrice n'a que 4 mètres de
hauteur et ne débite que 75 litres par seconde. On Tutilise également à la com-
pression de Pair.

Pompe Eyans et Hopwood. — Dans le bélier-pompe Durozoi, le piston moteur et
le piston de la pompe reviennent à leur position primitive sous l'influence de contre-
poids qu'il faut élever au moment du coup
de bélier. Dans le système Evans et Hop-
wood, c'est la pression même du refoule-
ment qui ramène les organes en arrière.

La figure 650 montre la disposition
adoptée. Le piston A du bélier est relié au
piston à fourreau F, muni du plongeur B.
Le fond du cylindre dans lequel se meut ce
plongeur porte un clapet qui s'ouvre en
grand au moment du refoulement et reste
toujours entr'ouvert, même à l'aspiration .

On voit dès lors qu'aussitôt la force vive amortie, le liquide du refoulement
viendra appuyer sur le plongeur et déterminera le retrait de gauche à droite des

FiG. 6.j0. — Pompe Evans et Hopwood.

392 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

pistons

B, F et A. On pourra, en faisant varier rouverture permanente du clapet

d'arrière, modifier à volonté la vitesse du
mouvement de retour des organes animés
d'un mouvement alternatif. 11 faut remar-
quer aussi qu'au moment du refoulement,
le piston F obture progressivement, en
s'avançant vers la gauche, l'entrée de la
soupape c'; il en résulte que le lancé du
piston est bien amorti.

L'aspiration se fait par une soupape
symétrique de c\ et non figurée. Enfin, les
leviers L ont pour but de remplir à la mise
en marche le tuyau de refoulement et même
de permettre d'employer la machine comme
pompe à main en cas d'avaries au bélier.

Machine à colonne d'eau verticale à
simple effet de Reichembach (fig. 651 à 654).
— Cette machine a été installée à Illsang
(Bavière), pour commander une pompe des-
tinée à élever l'eau salée des mines au ni-
veau du sol. La hauteur d'élévation est de
380 mètres. La machine est mue par une
chute.

La distribution s'opère par soupape
équilibrée. Le cylindre A de la machine est
supporté par quatre colonnes et n'a qu'un
seul fond qui ferme la partie supérieure,
tout en laissant le passage à la tige réunis-
sant les pistons de diamètres inégaux B
et S. Dans le même axe, mais à la partie
inférieure, se trouve la pompe dont le pis-
ton U est également solidaire du piston B.

Parallèlement au grand cyliij^re se
trouve le tiroir comprenant trois pistons
liés rigidement entre eux et dont deux, H
et G, sont de diamètres égaux. Les cylindres
dans lesquels ils se meuvent sont en com-
munication :

1° Avec le bief d'amont de la chute qui
commande la machine M ;

2° Avec le bief d'aval E ;

3° Avec le cylindre A ;

4<* Avec le petit cylindre P, dans lequel

se meut le piston S. Un tube T établit en

M d'amenée de l'eau motrice et le cylindre

Fio. 651 et 652. — Machine à colonne d'eau
verticale et simple effet, système de Rei-
chembach, établie à Illsang (Bavière).

A, Cylindre dans lequel se meut le piston
moteur. — B, Piston moteur. La figure 652
montre la disposition spéciale mettant en
communication la surface intérieure des
garnitures du piston avec la colonne d'eau
motrice pendant la descente du piston, ce
qui détermine le serrage de la garniture
contre le cylindre. — C, D, F, Cylindres
dans lesquels se meuvent les trois pistons
K, H, G du distributeur. — M, Tuyau d'ame-
née de l'eau motrice. — E, Tuyau d'évacua-
tion de l'eau motrice. — S, Piston dont la
fonction consiste à relever le piston moteur B
lorsque ce dernier est arrivé au bas de sa
course. — K, Piston mettant le corps de
pompe P en communication avec l'eau mo-
trice ou avec le tuyau d'échappement J, sui-
vant qu'il est au-dessus ou au-dessous de
l'ouverture V. — H, G, Pistons mettant le
corps de pompe A en communication alter-
nativement avec le tuyau d'amenée M de
l'eau motrice ou avec le tuyau d'évacua-
tion E. — p, p', Petits pistons commandés par
les taquets t et /' (fixés sur la tige du piston
moteur B) au moyen du levier I. Le piston p,
par sa position au-dessous ou au-dessus de
l'orifice 0, détermine la descente ou la mon-
tée du distributeur KIIG. — U, Piston de la
pompe. — a. Valve. — />, Robinet à air.

outre la communication entre le tuyau

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE

393

Fio. 653 et 654.

auxiliaire clans lequel se meuvetit deux petits pistons p et j/, dont le mouve-
ment est solidaire de celui de la tige du piston principal par le balancier I mû par
les taquets t eit\

Cette petite distribution est destinée à agir sur les pistons G et H, qui assurent
eux-mêmes la distribution du grand cy-
lindre. Voici d'ailleurs comment fonctionne
la machine :

Supposons tous les organes dans la
position de la figure 651, c'est-à-dire un
peu avant la fin de course. L'eau arrive par
M et D dans le cylindre A sur le piston B
qu'elle fait descendre. Le taquet f bute sur
l'extrémité du levier I ; les deux pistons p
et p' remontent, et la communication entre
M et le dessous de G se trouve établie par
oo\ Les trois cylindres K, H et G sont alors
soumis à l'action de la pression motrice;
mais les efforts agissant sur H et G étant de
sens contraire s'annulent, et l'ensemble
obéit à la pression que K reçoit de bas en

haut. L'introduction, par ce fait, se trouve fermée au grand cylindre A, tandis qu'elle
peut s'effectuer au-dessous de S, dans P, par le conduit P'. Le piston remonte alors
et évacue dans l'aval par le conduit o" avec lequel il se trouve en communication.

De la môme manière, le taquet t rencontre le balancier I peu de temps avant la
fin de la course ascendante, et le mouvement de p et p' provoque celui de G, H, K,
et l'admission dans A se produit de nouveau.

Une valve a interposée sur la conduite M permet, en faisant varier l'arrivée
d'eau, d'augmenter ou diminuer la puissance de la machine.

Les pièces de cette machine sont toutes construites en bronze dur, qui a
l'avantage de mieux résister à la corrosion de l'eau salée que le fer ou la fonte.

La hauteur de la chute motrice est de il6 mètres; mais, bien que cette machine
ait l'avantage de ne nécessiter que peu de soins et de surveillance, elle a Tincon-
vénient d'avoir un faible rendement : 50 0/0 environ.

Machine à double eflet (système Reichembach). — La figure 654 représente une
pompe à double effet du même auteur. Cette pompe est disposée horizontalement.

Elle est installée aux mines de sel de Saint-Nicolas- Yarangeville (Meurthe-et-
Moselle).

Machine à colonne d'eau à double effet (système HiUenbrand). — M. Hillenbrand,
de Mannheim, a construit une machine à colonne d'eau dont les figures 655 et 656
donnent la disposition.

K est le piston qui, par son déplacement dans H et H', aspire, puis refoule le
liquide à refouler.

t est, au contraire, le tiroir-piston distribuant l'eau motrice sur l'une ou Tautre
face de K.

394 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE I/ACTION D'UN FIJ'IDE

f ost un système mécanique relié au tiroir h^ lequel distribue une partie de
Teau motrice à droite ou à gauche de t.

Voyons comment fonctionne cette machine :

L'eau entre dans la chambre E, et, dans la position de la figure, se diviçe en deux
parties : Tune passe de Q dans R, puis pénètre dans le canal q^k droite du piston K,
qui va être ainsi poussé vers la gauche ; Tautre passe par le canal C, puis par le
canal y et, soulevant le clapet ?% vient maintenir le piston / dans sa position.

Ft(i. 636.

Le mouvement de K de droite à gauche a pour conséquences : l'aspiration d'une
certaine quantité de liquide dans H par P ; le refoulement par P' du liquide contenu
dans H', et, enfin, l'échappement par ^^, R^ et x de l'eau — ^jadis motrice— qui reste
encore à gauche de K.

Lorsque K arrive à fond de course, il pousse le levier/*, qui est cinéma tiquement
lié au tiroir ^, ce dernier prend alors une position telle qu'il découvre]/^ pour couvrir
y et w. Alors l'eau motrice qui passe par c et y^ soulève r' et vient pousser la valve l
vers la droite, l'eau emmagasinée à gauche remontant par ly et s'échappant par w.
Mais, dans la nouvelle position, le tiroir-piston i met Q en relation avec R^ et Q* :
aussi le reste de l'eau motrice suit-il ce chemin pour venir exercer son action sur
la face gauche du piston K, qui change alors de sens, refoulant par P le liquide qu'il
avait aspiré et en aspirant de nouveau par P'.

Le mouvement alternatif s'établit ainsi.

La figure montre la disposition de la boîte à soupapes V dans laquelle abou-
tissent les tuyaux P et P'.

Une expérience faite avec un petit modèle de ce type a donné les résultats sui-
vants : Le piston avait 102 millimètres de diamètre et les plongeurs 51 millimètres ;
la course était de 152 millimètres. La machine faisait 50 coups de piston à la minute

LE FLIIDE EST UN MQLMDE

30.H

et refoulait à 18'^»,30 de hauteur 1.824 litres à l'heure; elle utilisait pourcela
7.366 litres d'eau à une pression de 6'",096. ï^e rendement
était donc 74 0/0 pour un travail utile un peu supérieur à
1

C'est Tappareil qui est représenté dans les
figures ci-dessus.

- de cheval

Machine à colonne d'eau à double effet
Banningfer. — Installée à Neuhausen (Suisse) ,
cette machine a pour but, en utilisant une
partie de la force motrice produite par la
chute de 11 mètres que fait
le Rhin en cet endroit, d'éle-
ver à 111 mètres d'altitude
l'eau nécessaire à l'alimen-
tation de la ville, dont la
faible importance et, par
suite, les faibles moyens
nécessitaient un matériel a
la fois peu coûteux et de-
mandant peu d'entretien.

La machine que nous
allons décrire [fig, 657 à 663)
répond bien à ces conditions.
Elle se compose d'un cy-
lindre moteur A venu de
fonte avec un socle qui ren-
ferme le distributeur. Les
fonds B forment les corps
de pompes et le piston D a
pour tige le plongeur E. Un
autre petit cylindre 1 dont le piston p est lié aux pistons P, P, du distributeur est

muni d'un tiroir g et constitue un second
moteur, mais beaucoup plus petit, actionnant
le mécanisme du premier. La tige g passe
dans le cylindre A, d'une part, et est arti-
culée au levier oscillant K', lequel est réuni
par la bielle L à un butoir semblable h' qui
traverse l'autre fond de cylindre. Lorsque le
disque D arrive à fin de course à droite ou
à gauche, il fait mouvoir par les butoirs h
ou K le tiroir du cylindre dont les extrémités
sont en communication par IgJ avec l'eau
motrice, tandis que la partie moyenne com-
Fio. 661, 662 et 663. munique avec l'échappement.

La figure 657 représente la machine au moment où l'admission se fait à droite

li. 657

659 et 660.

396 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

du piston D. Il y a aspiration par c' dans la pompe de droite et refoulement dans celle
de gauche par H'. En arrivant à fin de course, D bute sur h! et entraîne vers la
gauche les deux petits pistons du petit tiroir. L'admission se produit alors sur la
face de droite de p, et le distributeur PeP du moteur principal va participer au
mouvement de droite à gauche ainsi provoqué, ouvrant en h l'échappement dans
l'aval G et en h' l'admission de Teau motrice arrivant par la canalisation F. Le mou-
vement de D à ce moment changera de sens et se produira vers la droite, et ainsi de
suite.

La machine et la pompe sont munies de réservoirs d'air sur les conduites
d'amenée et de décharge pour éviter les chocs et les coups de bélier, et les soupapes
d'admission et d'échappement sont pourvues de ressorts qui les rappellent plus
vivement sur leurs sièges.

Ainsi installée, cette machine permet de refouler 430 mètres cubes d'eau en
vingt-quatre heures en consommant 6.000 mètres cubes. Le rendement obtenu, 0,706,
est très bon.

Voici quelques données de cette machine que nous extrayons de la publication
industrielle d'Amengaud :

Diamètre du piston moteur 860 millimètres

Surface du piston moteur 58*"^,08

Diamètre de la tige 220 millimètres

Section de la tige 3*'"*,80

Surface nette du piston (différence) 54*"*^, 28

Hauteur de la chute motrice il mètres

Dépense d'eau motrice par seconde 80 litres

Nombre de coups de piston par minute 8,5

Course du piston moteur 975 millimètres

Durée d'un coup simple 7***,06

Volume engendré par coup simple 529'",23

Course du plongeur 975 millimètres

Volume engendré par coup simple 37"\05

Hauteur d'élévation 111 mètres.

Machine à colonne d'eau verticale à simple efiet, système Juncker. — Les
figures 664 à 666 donnent l'installation faite par Juncker pour l'épuisement des mines
de plomb argentifère de Huelgoat (Finistère).

La machine est attelée directement par une tige qui a 209 mètres de long à la
pompe aspirante et foulante à simple effet, qui n'a d'autre particularité que d'aspirer
lorsque son piston descend et de refouler quand il remonte, cela parce que la tige,
très longue, travaille mieux à l'extension qu'à la compression.

Le poids de cette tige sert à provoquer le mouvement de haut en bas; il est
même trop fort; aussi on a dû, pour l'équilibrer, placer la machine à 14 mètres
au-dessous du niveau d'aval, de façon à donner à l'eau de refoulement une certaine
pression qui s'oppose à la descente brusque.

La distribution ressemble beaucoup à celle de la machine de Reichembach. Le
tiroir G se meut dans un cylindre communiquant en haut avec l'amont A, en bas avec

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE

397

l'aval E, et au milieu avec le cylindre Y. Deux autres pistons H et 1 lui sont réunis
par une tige et servent à Téquilibrer. Le mouvement de cet ensemble est produit par
Faction de la tige du piston B sur celle i de deux pistons p eip' également équilibrés,
se déplaçant dans un cylindre dont la partie centrale est en communication avec
Tamont par a et la partie inférieure avec Taval par e et enfin la partie annulaire

Détails de Tappareil régulateur.

Distribution générale des cylindres ]

Fio. 664, 665 et 666. — Machine à colonne d'eau verticale et à simple effet, établie par Juncker

aux mines de Huelgoat (Finistère).

A, Tuyau d'amenée de Feau motrice. — B, Piston moteur. — C, Orifice d'entrée et de sortie de l'eau
motrice dans le cylindre moteur. — E, Tuyau d'évacuation de l'eau motrice. — G, Piston met-
tant le cylindre moteur en communication avec le tuyau d'amenée A ou avec le tuyau d'évacua-
tion E, selon qu'il occupe la position G" ou G'. Ce piston est relié au piston H que l'on fait
monter ou descendre i\ l'aide des petits pistons p et p' qui sont manœuvres par la machine elle-
même. — a, Tuyau amenant l'eau motrice entre les pistons p et p'. — e, Tuyau mettant la par-
tie inférieure du corps de pompe des pistons p et p' en communication avec le tuyau d'évacua-
tion E. — o, Orifice donnant accès à l'eau motrice sur le dessus du piston H, lorsque les pistons p
et p' occupent la position indiquée sur le dessin. — u. Petit tube mettant le dessus du piston/)'
en communication avec l'eau motrice.

supérieure avec la pression d*amont qui lui vient par le tuyau u. Cette section annu-
laire est calculée de manière que la pression invariable qu'elle reçoit, plus le poids
de p et de p\ puisse être contre-balancée par celle que reçoit p du côté de Taval. Il
est facile de voir maintenant que Teffort nécessaire au mouvement de Tensemble du
distributeur sera insignifiant.

Fonctionnement, — Le piston B, en arrivant à fond de course, a établi par son
action sur i la communication entre le bief d'amont et le dessus du piston H par Aao.
La résultante des pressions sur les pistons H, I, G les entraîne vers le bas, et Tintro-

398 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L ACTION D'UN FLUIDE

duction C se trouve débouchée; le piston B monte. A fin de course vers le haut, il
remonte la petite tige i, qui entraîne p et p'. Le conduit o débouche alors dans le
refoulement par e, et Tensemble IHG, obéissant à la pression d'amont sous H,
remonte et fait communiquer Y avec Téchappement E.

Le diamètre du cylindre Y est de 4",03 et la course du piston B de 2'^,30; il fait
dix allées et venues par minute. La vitesse de la machine peut d'ailleurs être réglée
par Touverture plus ou moins grande des robinets a' et e\ placés sur les conduites
allant au régulateur. Le rendement est de 62 à 65 0/0.

Machine à colonne d'eau Hathorn, Davey et G''. — La maison Hathorn, Davey et G'**
a installé au puits Lhuillier, à Fuveau, pour la Société des Charbonnages des
Bouches-du-Rhône, une machine à colonne d'eau horizontale à double effet qui
actionne une pompe d'épuisement.

L'eau motrice n'est pas fournie par une chute ; elle est comprimée à la surface
à la pression de 42 atmosphères par des compresseurs mus par une machine
compound horizontale à deux cylindres.

La machine à colonne d'eau est en réalité l'ensemble de deux moteurs à simple
effet accouplés sur une même tige. Elle se compose [fig, 667 à 674) de deux cylindres
en fonte ayant un plongeur commun / [fig, 670) auquel est fixée une tige h portant le
coulisseau d. Chaque cylindre est muni d'une tubulure verticale sur laquelle se fixe
la boîte de distribution b ou b\ en communication par a avec l'admission, par s avec
l'échappement, et enfin par x ou y, tantôt avec l'admission, tantôt avec l'échappe-
ment. Ce changement est produit au moyen du petit tiroir c, dont la tige est com-
mandée par k^ g. Le butoir e ou f est mis en mouvement à fin de course du
moteur.

Les figures 671 à 674 donnent à une plus grande échelle et en coupe la dispo-
sition des boîtes distributrices b et b\ Elles contiennent à l'intérieur un manchon H,
ajusté à frottement doux, et pouvant faire joint par ss sur le siège ^,5,. A l'intérieur
de ce manchon peut se déplacer une tige qui porte un piston à chaque extrémité. La
pression de l'eau motrice s'exerce constamment au-dessous de N et au-dessus de L,
ainsi qu'au-dessus de la surface annulaire supérieure de H, tandis que la pression
de l'échappement ne s'exerce que sous la surface annulaire inférieure de H. Le
mouvement de l'ensemble ae produit lorsque le petit tiroir C admet l'eau motrice
[fig^ 672).

Reportons-nous au schéma [fig. 670) pour suivre le fonctionnement : le piston /
se déplace vers la droite, et, peu de temps avant d'arriver à fin de course, d va
entraîner/*, et le petit tiroir va prendre un mouvement vers la gauche. Il démasque
ainsi l'orifice y et fait communiquer x avec l'échappement. Le dessus du piston N
de b^ va alors recevoir la pression de l'eau motrice et vaincre la force qui le mainte-
nait collé à la partie supérieure; l'admission de ce côté sera fermée et l'échappement
ouvert, pendant que le contraire va se produire en b d'une façon analogue. Le dessus
du piston N de 6 ne supportant plus que la pression de l'eau d'échappement au lieu
de la pression de l'eau motrice, la résultante des efforts auxquels sont soumis N et L
change de direction et ouvre en montant l'échappement ss^ [fig, 674).

Les pompes ont leur plongeur attelé directement par la tige h à celui du moteur.
Elles sout aussi à simple effet ; mais leur ensemble constitue une pompe à double effet.

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE :îl)0

La hauteur de refoulement est de 93 mètres, et Teiisemble de l'installation com-

prend deux machines semblables à celle que nous venons de décrire, disposées

400 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D^UN FLUIDE
parallèlement. Les liges /'de commande du tiroir sont mises en relation avec la salle

Fio. 670.

des machines à la surface par des fils de fer, de telle sorte qu'on peut mettre en
marche d'en haut.

La quantité d'eau motrice dépensée est de 2.357 litres par minute; elle retourne

Fio. 671.

Fio. 672, 673 et 674.

par une conduite spéciale au compresseur. La quantité d'eau élevée est de 6 mètres
cubes par minute.

Machine à colonne d'eau horiaontale à double effet, système Roux. — Tout en
simplifiant le mécanisme de la distribution des machines à colonne d'eau, M. Koux
est arrivé à augmenter beaucoup leur vitesse. Voici d'ailleurs la description de celle
qui a été construite par MM. Crozet et C'« pour Fépuisement du puits Saint-Pierre
(Creusot).

Le corps proprement dit de la machine {fig, 675 à 678) ne diffère pas de ceux des
machines du même genre : toujours un piston M se déplaçant dans un cylindre L
dont les deux fonds forment corps de pompe. Les plongeurs C, C sont fixés sur la

LE [FLUIDE EST UN LIQUIDE

401

LES POMI'ES.

402 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION DTN FLUIDE

même tige que M. Le distributeur se compose de deux séries de cliacnne quatre pis-
tons montés sur une même tige et se déplaçant dans un cylindre de dimensions
appropriées. Le piston moteur démasque, peu de temps avant chaque fin de course,
des conduits m et n dans lesquels passe Teau sous pression destinée à provoquer le
mouvement du petit distributeur, lequel provoque ensuite celui du grand et ce dernier
celui du piston moteur.

La coupe {fig, 675) nous montre la machine au moment où il y a admission sur
la face de gauche du piston parpG et échappement par G|A. Le pislon se place de
gauche à droite ; avant d'arriver à fond de course, il démasque m et livre passage à
Teau motrice qui va agir sur la face de droite de a^, et naturellement le chasse, ainsi
que tous ceux de la même tige, de droite à gauche. Alors Teau sous pression passe
entre a^ et a^ dans le conduit r et arrive sur la face de droite de 6g, qu'elle chasse
vers la gauche. L'admission se trouve par ce fait ouverte à droite du piston moteur
par pG|. L'opération inverse se produit à Tautre fin de course.

L'installation comprend deux machines semblables à celle-ci, disposées symétri-
quement par rapport à un réservoir d'air P [fig, 676\ situé sur l'arrivée de l'eau
motrice. Elles sont mises en marche au moyen d'une partie de l'eau qui tombe de
85 mètres. L'autre partie est élevée par les machines au niveau du sol, distant de
360 mètres.

D'après M. de Biauzat, ingénieur directeur des Houillères du Creusot, le rende-
ment de l'ensemble est de 0,61. La vitesse est de 50 allées et venues par minute, ce
qui a permis pour le même débit de réduire les dimensions de la machine dans une
proportion très sensible.

Pompe à colonne d'eau Weatherhead. — M. Weatherhead, constructeur à Cleve-
land (Ohio), a fait breveter en 1899 une machine à colonne d'eau verticale à double effet
(/î^. 679 à 681).

L'appareil se compose de deux cylindres en fonte de dimensions à peu près
égales placés l'un au-dessus de l'autre et dans lesquels se déplacent les pistons L et
H réunis par une tige M. La pompe est également à double effet; elle occupe la
partie supérieure.

Le moteur contient dans sa partie inférieure toute sa distribution, qui se com-
pose de trois soupapes B, C, G ayant une douille commune et coulissant sur un tube
central F dans lequel se meut une tige de piston P. Le mouvement de P est obtenu
au moyen du taquet que celte lige porte à son extrémité et sur lequel les deux bouts
de M viennent buter alternativement.

La coupe [flg, 681) à une plus grande échelle permet de suivre le fonctionne-
ment tel qu'il est représenté ; le piston H redescend ; l'eau motrice arrive par 2, 4, 5,
tandis que l'échappement se produit par 7, 5, 6 et 3. Avant la fin de course, M bute
sur P qui, après avoir dépassé les trous 10, comprimera l'eau du tube F, laquelle, en
sortant par 9, provoquera la montée du système de soupapes. L'admission se fera
alors par 2, 5, 7 au-dessus de H, qui remontera et refoulera l'eau autrefois motrice par
8, 4, 3. La soupape G est munie d'une gorge qui permet, lorsque le distributeur
monte à sa position haute, de faire communiquer l'arrivée d'eau sous pression par
10 et 9 avec le dessous de la soupape B pour aider à l'effet de la pression produite
par la petite tige F.

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE 403

Celte pompe se construit généralement avec des dimensions assez faibles et

Fio. 679.

Fio. 680.

FiG. 681.

peut, dans ces conditions, servir à élever l'eau pure des puits ou citernes en utilisant
la pression d'une eau impure.

Machine d'épuisement à colonne d'eau de Easelowsky. — Nous allons décrire les
machines construites, d'après les plans de MM. E. Kaselowsky et Prôtt, par la
Berliner Maschinenbau-Actien-Gesellschaft, anciennement L. Schwarzkopff. Les
ingénieurs ont cherché, avant tout, à combattre Tinfluence exercée sur le fonction-
nement des machines à colonne d'eau par son incompressibilité. En premier lieu,
on a intercalé dans la conduite de l'eau sous pression des accumulateurs à air com-
primé système Prôtt-SeelhofT, qui servent de compensateurs de pression. On sait
que, dans les installations de ce genre, on ne peut faire usage des réservoirs d'air,
qui seraient très rapidement absorbés par l'eau en mouvement. En second lieu, les
machines sont établies de façon que toutes les colonnes d'eau soient animées d'un
mouvement uniforme. On a réalisé cette dernière condition au moyen d'une distribu-
tion spéciale.

Un autre inconvénient des machines à colonne d'eau, consistant en ce que l'eau
sous pression doit être constamment renouvelée, a été supprimé d'une façon très
simple : Au lieu de laisser l'eau sous pression, après qu'elle a accompli son travail,
s'écouler dans le puisard, et de l'aspirer par la pompe d'épuisement en même temps
que l'eau du puits, on la fait se déverser, au sortir de la distribution, par une con-

404 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

duite de retour placée au-dessus du sol, dans un réservoir d'où elle revient aux
pompes. De la sorte, on emploie constamment la même eau sous pression, ce qui
entraîne deux avantages : 1° on ne consomme que la quantité d*eau sous pression
nécessaire pour combler les pertes par défaut d'étanchéité ; 2* on peut ajouter à leau
sous pression une huile soluble, ce qui supprime la nécessité d'un graissage spécial
des pistons et des cuirs emboutis et diminue d'une façon notable l'usure de ces
organes.

En outre, on a, dans les installations récentes qui font l'objet de cette note, fait
usage pour la première fois de pressions de 200 à 300 atmosphères, ce qui accroît
considérablement le rendement et permet de donner aux pompes, aux conduites et aux
distributions des dimensions suffisantes.

Dans la première installation, exécutée en 1891, au puits de Brommerbank, près
de Witten, on a fait choix, pour la pompe souterraine, d'une pompe triplex, du sys-
tème Prôtt, pour réaliser le mouvement uniforme des colonnes d'eau. Cette pompe
marchait à 65 et 70 tours par minute avec un rendement de 68 à 69 0/0. Mais,
malgré ce résultat déjà très encourageant, les pompes triplex furent remplacées par
des pompes à pistons plongeurs doubles du système Kaselowsky, dont deux disposés
l'un à côté de l'autre, et qui se règlent mutuellement d'elles-mêmes. Cette disposition
permet de réaliser un mouvement encore plus uniforme de Peau.

En outre, dans la disposition qui nous occupe, toute la force disponible est
transmise directement au piston de la pompe, sans aucun organe intermédiaire,
tandis que, dans les pompes triplex, une partie de la force doit être transmise par le
mécanisme de la manivelle. La perte due à l'ancienne disposition peut se chiffrer par
7 à 8 0/0 environ ; en effet, dans une installation à disposition nouvelle du puits
Gottessegen, qui, au point de vue du débit et de la hauteur du refoulement, est
identique à Pinstallation de Brommerbank, on a trouvé, au lieu de 68 à 69 0/0, un
rendement de plus de 75 0/0.

Pompe triplex du puits Brommerbank. — Dans cette pompe {fig, 682 à 684), Peau
sous pression est amenée au moteur par des tubes fixes percés de trous. Les cylindres
qui attaquent un arbre à 3 manivelles écartées de 120° glissent le long de ces tubes,
et l'arbre commande au moyen d'excentriques les organes de distribution disposés
pour chaque cylindre [pg, 685), de façon que l'eau sous pression soit amenée successi-
vement aux tubes.

Les dimensions principales delà pompe sont les suivantes:

Diamètre des tubes 100 millimètres

— des pistons 265 —

Course 100 —

Diamètre de la conduite d'amenée de l'eau sous pression. 50 —

— — de retour — — 60 —

Pression de l'eau 200 atmosphères

Diamètre de la conduite de refoulement 280 millimètres

Hauteur de refoulement 230 mètres

Débit 4'"',5 par minute

La pompe à vapeur installée au jour est actionnée par une machine compound
tandem à condensation accouplée directement avec la pompe aspirante et foulante.

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE
Les dimensions principales de Tinstallation au jour sont les suivantes:

Diamètre du cylindre H. P 470 millimètres

— — B. P 190 —

— — de pompe 84 —

Course 1.100 —

Tours par minute 60

Les salles des machines ont les dimensions suivantes :

Au jour 19,8 X 7^,6

Au fond du puits .... 8,0 X 4'",41, avec une hauteur de 5 mètres.

405

Fio. 082 à 685. — Pompes triplex de Brommerbank.

On a intercalé dans la conduite un accumulateur d'air sous pression système
Prôtt-Seelhoflf de 160/520 millimètre de diamètre, avec une course de 2 mètres,
et dont le piston supérieur est sous une pression d'air de 20 atmosphères.

Ainsi qu'il a été dit plus haut, la pompe souterraine fait normalement 65 à
70 tours par minute ; le rendement a été, à cette vitesse, lors des essais de recette,
de 68 à 69 0/0. On peut faire marcher la pompe sans difficulté à 75 et 80 tours par
minute.

Distribution de la pompe Kaseîowsky. — Cette pompe à deux pistons est disposée
de façon que les colonnes d'eau soient animées d'un mouvement constamment uniforme.
Les figures 686 à 688 donnent le schéma de la distribution. Les pistons de pompe a

406 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE
eia^^b et b^ sont reliés entre eux d'une façon rigide au moyen de tiges. Dans la posi-
tion de la figure 687, la paire de pistons b^ b^ est au repos ; la paire de pistons a, a^
[fig, 686) se meut dans le sens de la flèche, et est arrivée au point où elle doit mettre
en mouvement la distribution des pistons 6 et ft^. Celte mise en mouvement est opérée

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Fig. 686 à 688. — Distribution de la pompe Kaselowsky.

au moyen d'un levier commandé par a^, qui déplace le toc fei par suite le tiroir d dans
le sens de la flèche, et met peu à peu le piston b^ en communication avec la conduite
d'eau sous pression et le piston b avec la conduite de retour. Lorsqu'ils ont effectué
environ les 0,3 de leur course, les pistons a et a^ déplacent, par l'intermédiaire des
leviers A, leurs pistons de distribution c vers la gauche, et ferment de la sorte lente-

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE 407

ment la conduite d'eau sous pression et la conduite de retour. Dus que, de celte façon,

b c

Fio. 689.

FiG. 690 à 692. — Disposition générale d'une installation Kaselowsky,
il se produit un certain étranglement, les pistons ô, b^ se mettent en mouvement Leur

408 POMPES EMPLOYANT GOMME FORGE MOTRIGE L'AGTION D'UN FLUIDE

vitesse s'accroît à mesure que celle des pistons a, a^ décroît, de sorte que, au moment
où le levier k a complètement fermé Tadmission et Téchappement de Feau sous pres-
sion en a et a^ dont la vitesse s'annule, celle de b, b^ atteint son maximum. A partir de
ce moment, le levier l ouvre, pour a eia^^ l'admission et l'échappement de l'eau sous
pression, et le levier^ les ferme pour b eib^. La somme des deux vitesses des pistons
doit être constante, puisqu'elle dépend de la quantité d'eau sous pression amenée, et
que cette quantité est maintenue constante par l'accumulateur à air. La variation des
vitesses des paires de pistons est indiquée par le diagramme figure 689.

Entre a et ô, la paire de pistons a, a^ reçoit une accélération uniforme ; entre b et c,
elle conserve sa vitesse maximum, et, entre c et d, elle décroît lentement jusqu'à
zéro. Après le temps de repos c?«^, le jeu recommence. Enc, commence le mouvement
de la deuxième paire de pistons b^b^; sa courbe de vitesse est indiquée par le tracé
pointillé. Les quantités d'eau refoulées donnent un diagramme semblable aux courbes
de vitesses ; pendant Taccélératron et le ralentissement des vitesses, les volumes
refoulés par les deux paires de pistons s'ajoutent ; on obtient de la sorte, comme dia-
gramme du refoulement total, une droite parallèle à la base; en d'autres termes, le
débit est invariable. Il en est de même de l'aspiration de l'eau dans la conduite
d'amenée de l'eau sous pression, et du refoulement dans la conduite de retour.

Comme le point où le mouvement de l'une des paires de pistons commence ne
peut pas être déterminé exactement, puisqu'il dépend du frottement et des masses
qui doivent être mises en mouvement, il peut se faire que le levier de renversement,
ainsi que celui d'arrêt, agissent pendant un temps très court en sens inverse sur les
différentes parties du mécanisme ; il est donc nécessaire de faire agir sur ce méca-
nisme un ressort de rappel. Nous y reviendrons plus loin, lorsqu'il sera question des
détails.

Disposition générale. — La disposition générale d'une installation de ce genre est
indiquée par les figures 690 à 692. La machine à vapeur placée à la surface actionne
directement la pompe motrice, d'où la conduite d'eau sous pression arrive par le puits
à la pompe du fond. L'eau sous pression utilisée au fond du puits est refoulée par une
conduite parallèle à la première dans le réservoir de retour. L'eau d'exhaure refoulée
par la pompe arrive au jour par une conduite disposée dans le puits parallèlement
aux deux premières.

Installation du puits Gottesegen. — Cette installation comprend {fig. 694) deux
groupes de pompes distinctes de même puissance, dont le premier a été monté en
1895. La salle des machines de la pompe au jour et la chambre des machines au
fond du puits ont été, dès le début, construites de façon à recevoir plus tard le
deuxième groupe de pompes. Les dimensions des chambres des machines sont les
suivantes :

Au jour 20,5 X 10 mètres

Au fond du puits. ... 8,5 X 4,5 — avec une hauteur de o mètres.

L'installation au jour {fig. 693 à 695) comporte, pour chaque groupe de pompes,
une machine horizontale compound tandem à distribution par soupapes et à conden-
sation. Les cylindres ont respectivement 575 et 900 millimètres de diamètre et une
course de l'",iO. Avec la machine, on a accouplé directement une pompe à double
effet, dont le piston a 85 millimètres de diamètre et dont la course est de 1",10 ; elle

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE

409

comprime Teau nécessaire pourrinstallalion, à 220 mèlres environ. Les deux pistons
en acier des pompes, reliés au moyen de traverses et de tiges, se déplacent dans des
cylindres également en acier, entre lesquels on a disposé une boîte de soupapes en
acier [fig, 696 à 699). Dans ce bloc d'acier de 630 X 670 millimètres sur 745 milli-
mètres de haut, on a logé quatre soupapes d'aspiration et de refoulement.

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FiG. 693 ot 094. — Installation du puits Gottesegen, au jour.

Le bloc d'acier est percé de quatre trous verticaux de 220 millimètres de dia-
mètre chacun, dans lesquels sont logées les soupapes et leurs sièges en acier forgé
{/îg. 696) ; en bas, est branchée la conduite d'aspiration du réservoir de retour d'eau.
De la boîte à soupapes, l'eau sous pression arrive dans l'accumulateur à air sous pres-
sion {fig. 700 et 701), placé entre les deux groupes de pompes. Cet appareil est un
accumulateur différentiel dont la grande surface de piston est sous l'action de l'air à
haute pression, et la petite reliée à la conduite d'eau sous pression du puits. Les deux
pistons ont respectivement 160 et 250 millimètres de diamètre, et leur course commune
est de 2 mètres. L'accumulateur et le réservoir de retour, placés également entre les

410

POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

deux

Fio.
dans

groupes de pompes, de 900 millimètres de diamètre sur 3 mètres de haut, ont

reçu des dimensions telles qu'ils peuvent suf-
fire pour le deuxième groupe de machines,
qui a été installé depuis.

Dans un coin de la salle de machines du
jour, on a disposé la pompe de compression
d*air [fig. 702 à 704), nécessaire pour l'ac-
cumulateur, les compensateurs de pression
et les réservoirs d'air situés au fond du puits.
Cette pompe verticale est actionnée directe-
ment par un cylindre à vapeur placé en des-
sous. A 275 tours environ par minute, on
comprime il litres d'air à 50 atmosphères.
L'air est comprimé en deux phases : lors

695.- Vue parboutdela figure 693. ^^ soulèvement des pistons, il est aspiré

les deux cylindres B, P, placés latéralement, et, lors de la descente, refoulé

^,,^^:,,^

Fio. 696 à 699. — Installation de Gollesegen, Détail des clapets de la pompe du jour,
dans le cylindre HP, placé entre les deux cylindres B, P. De là, lors du soulèvement

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE

411

suivant des pistons, Pair, comprimé à la pression maximum, est refoulé dans la con-
duite d'air. La soupape double disposée au-dessus du cylindre HP €St représentée à
part sur la figure 705. Pour se débarrasser de la chaleur produite par la compres-

A->.

Fio. 700 à 705. — Installation de Gottesegen. Accumulateur à air comprimé et compresseur d*air.

sion, Tair traverse, entre les deux phases de compression, ainsi qu'avant son passage
du cylindre IIP dans la conduite d'air, des serpentins en cuivre baignés d'eau froide
et placés dans une bâche, de même que les cylindres du compresseur. L'eau de réfri-

412 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE I/ACTION D'UN FLUIDE

gération est refoulée par une pompe spéciale dans la bàcbc, où elle est aspirée à sa
partie supérieure.

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Fio. "700 et 707. — Installation de Goflesegen. Pompes du fond.

Lors du démarrage du compresseur, on laisse s'échapper, par une soupape auxi-
liaire, Tair sous pression qui se trouve dans les serpentins; une soupape d'arrêt placée

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE 413

dans la conduite de refoulement empêche Tair comprimé de s'écouler de la conduite

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FiG. 708 ft 712. — Installation de Gottesegen, Pompe du fond. Compensateur. Vue par bout

et ensemble de la salle.

vers les serpentins. Lorsque la pompe commence à fonctionner, on ferme la soupape

414 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

auxiliaire; la pression s'accroît peu à peu dans les serpentins; on ouvre alors la sou-
pape d'arrêt et Tair comprimé entre dans la conduite.

Pour réaliser une marche uniforme, la pompe est munie d'un volant à couronne
dentée permettant de mettre en mouvement la pompe à l'aide d'un levier à main. La
pompe du compresseur communique avec les cylindres à air de Paccumulateur et
ceux des compensateurs dépression, ainsi qu'avec la chambre d'air du réservoir de
la conduite de refoulement de la pompe ; cette communication est établie à l'aide d'une
conduite en cuivre de 10 millimètres de diamètre intérieur et de 16 millimètres
de diamètre extérieur.

Les deux groupes de pompes de Vinstallation au fond des puits sont, ainsi que le
montrent les figures 707 et 708, placés dans une chambre très longue, et l'un des
groupes est situé derrière l'autre. Le type des machines de cette installation au fond du
puits permet en effet de donner à leur chambre une largeur relativement petite, condi-
tion avantageuse surtout lorsque la roche n'est pas solide. Les données et dimensions
principales des pompes, représentées par les figures 703 à 712, sont les suivantes :

Diamètre des pistons moteurs i35millim. Tours par minute 15

— — de refoulement. 325 — Débit par minute 3 m. c.

Course commune 800 — Hauteur de refoulement 300 mètres

^r:q3^

Dans la conduite d'amenée de l'eau sous pression, ainsi que dans celle du retour,
on a placé un compensateur de pression [fig, 708) , qui, par sa construction, rappelle Tac-
cumulateur de l'installation à la surface. Les deux pistons ont 135 et 330 millimètres de

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE

415

diamètre ; leur course commune est de 600 millimètres. L'eau sous pression est ame-
née aux compensateurs après avoir traversé les cylindres de distribution {flg. 714 et 715)
placés dans Taxe de la pompe et dans lesquels se meuvent les tiroirs de distribution.

Comme, à certains moments, les leviers de la distribution principale et de la
distribution secondaire tendent à déplacer le tiroir de distribution en sens contraires,
on a intercalé, dans le mécanisme du tiroir de distribution, d'un côté, un ressort que
Ton voit sur la figure 714. Lorsque le toc de la distribution principale se trouve
au point indiqué sur les figures 706 à 714, il pousse vers la gauche le tube c [fig, 715)
qui, par ce ressort /*, entraîne la douille h et la tige d du tiroir de distribution.
Lorsque, à fin de course, ce tiroir doit, par la distribution secondaire, être ramené
dans sa position moyenne, la pression de Teau agissant dans le sens de la flèche en
trait plein sur la tige a du tiroir de distribution, ainsi que sur la douille 6, comprime
le ressort /*, puisque le toc de la distribution principale demeure pendant quelque
temps immobile.

Du cylindre de distribution, Teau sous pression arrive dans la tige du piston moteur
(/î^r. 716). Dans ce piston de refoulement en laiton se trouve un cylindre en acier de
210 millimètres de diamètre qui glisse sur le piston moteur fixe et reçoit Teau sous
pression. Pour amortir le choc en cas de raté de la distribution secondaire, on a
vissé sur le couvercle du cylindre de pompe une bague d'arrêt en laiton de 270 milli-
mètres de diamètre intérieur.

Les boîtes des soupapes d'aspiration et de refoulement, ainsi que les conduites
reliant ces boîtes, sont en acier coulé.

De chaque côté des machines, on a placé un réservoir d'air d'aspiration dans
lequel débouchent les conduites de deux boîtes à soupapes d'aspiration reliées
au puisard par la conduite d'aspiration commune. L'extrémité de la conduite d'aspi-
ration est fermée par une soupape de fond. Les conduites de refoulement des deux
groupes de machines sont réunies près de l'une des extrémités de la pompe, de façon
à former une conduite d'aspiration commune prolongée jusqu'à un réservoir d'air
placé dans une niche latérale, et qui remonte ensuite par le puits à la surface.

La conduite d'amenée de l'eau sous pression est en tubes sans soudure, étirés à froid,
de 60 millimètres de diamètre, et la conduite de retour de l'eau en tubes soudés de
70 millimètres de diamètre. Afin de compenser des variations de longueurs éventuelles,
on a posé dans ces conduites des manchons de dilatation.

La disposition générale de la pompe placée au fond des puits est représentée
parles figures 706 à 712. On a eu surtout soin de réduire au minimum les dimensions
et les poids des différents organes, donnés au tableau ci-dessous.

Plaque do fondation en trois pièces

Les deux pièces extrêmes, chacune

Pièce médiane

POIDS

KILCMiRAllMRS

I.ONOUEUR

■IU.IIIÈTflE8

LARGEUR

lULLIMKTREfl

HAUTEUR
iiiLUMi^rnp.8

3.310
1.200

910
1.170

500
1.100

2.000

1.500

950

550

1.250

600

630

550

300
300
8i0
900
4.000

Cylindres de pompe

Boites à soupapes de refoulement

Réservoir d'air

416 POMPES EMPLOYANT COMME FORGE MOTRICE L^ACTION DTN FLUIDE

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LE FLUIDE EST UN LIQUIDE

417

PUITS Hedwigwuntchgrube; PRÈS BORSIGWERK (HAUTE SILÉSIE)

•2

Date de l'essai

Type de machine.

Section du cylindre H. P

- - B. P

Diamètre de la tige de piston H. P

- — - B. P

Section moyenne de la tige de piston H. P.

- — - - B. P.
Section utile du cylindre H. P

- - — B. P

Nombre moyen de tours par minute

Vitesse des pistons

Pression moyenne d'après | "• P* ^ droite

les diagrammes pour le
cylindre

à gauche.

B. P. à droite..

— à gauche.

Puissance indiquée de la machine, à droite.

à gauche.

Type de machine.

— ■ totale .

Nombre moyen de courses

Débit

Pression manométrique dans le réservoir d'air.
Distance verticale entre le niveau du puisard

et le niveau dans le réservoir d'air

Hauteur de levée totale

Puissance de la pompe

Rendement utile total de l'installation.

12 juillet 1900.

Machine jumelle-tandem de 550 ch., à

cylindres de 350""" X 1" de course.

2.375--3,8

5.674--2,5

120 et 115 millim.

115 et 85 —

108^-2,4

80"-2,39

2.267"-2,4

5.594"-2,2

2"', 17 par seconde.

1*'«,88

l'»«,74

0'»-,74

O-^-^SS

(2.267.4xl.88-^5.594.2x0,74)2.n^^^3^^^^^^p

io •

(2.267,4x1,74+5.594,2x0,93)2,17 _, _

75 ==^^*'^ "

507,8 —

Pompe jumelle à piston de refoulement

de 325 millim. de diamètre

X BOO»" de course.

20 courses doubles par minute.

5.200 litres par minute.

30 atmosphères.

5 mètres.

300 + 5 = 305 mètres.

5.200x305 ,K, . .

= 354,4 chev.-vap.

60 X 75
353,4
507,8

= 69,7 p. 100

NOTA. — La pompe, qui a été construite pour puiser l'eau à une profondeur de 500 mètres, est placée actuellement au
niveau de 300 mètres, et sera, après Tapprofondisscmcnt des puits, placée & une profondeur plus grande.

Résultats des essais. — La machine de Gottesegen fonctionne trois cents jours
dans Tannée, à raison de six heures par jour.

D'après les essais très minutieux, on a trouvé :

Puissance indiquée de la machine à la surface .... 520 chev.-vap,

— — de la pompe 400 —

Rendement utile total de Tinstallation '^'7 P- iOO.

Les dépenses sont les suivantes :

Établissement. Machine et conduite d'aspiration 400.000 francs

Chambre de machines 48.100 —

Total 408.100 —

Amortissement et intérêts : 10 p. 100 par an 40.810 —

— — par cheval-heure 5 fr. 66

Dépenses annuelles d'entretien, réparations, huile, salaire. . 10.250 francs
Dépenses annuelles de charbon au taux de p. 100 kg. de va-
peur par cheval-heure 21.430 —

ToTAi 31.700 —

Frais d'exploitation par cheval-heure 4 fr. 55

Dépenses totales par cheval-heure lOfr. 21

LES POMPES.

418 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UiN FLUIDE

Les tableaux (p. 416 et 417) renferment les données principales de trois autres
installations de ce genre.

On compte déjà une trentaine de ces installations. Le débit varie de 2 à 7 mètres
cubes par minute. La plus grande installation est celle du puits Altendorf, près de
Langendreer, qui refoule 14 mètres cubes d'eau par minute à la hauteur de 400 mètres
et qui est établie pour pouvoir être descendue à 800 mètres.

Hachine à colonne d'eau Hayward-Tyler. — - C'est une véritable pompe à moteur

hydraulique {flg. 717). Le moteur
est constitué par un cylindre de
180 millimètres de diamètre ac-
tionné par de Teau à 56 atmo-
sphères. Il actionne directement
deux pompes de 75 millimètres
de diamètre refoulant l'eau à
150 atmosphères : d'où son nom
de « multiplicateur de pression ».
La distribution du cylindre
moteur est assurée par un tiroir
auxiliaire; son échappement se
fait dans le réservoir d*aspiration
des pompes. A chaque extrémité
du cylindre moteur se trouve une
valve permettant d'en régler la

FiG. m.

vitesse, qui est normalement de 30 doubles courses par minute.

Hachine hydrostatique élévatoire de H. Samain. — Les différents quartiers de la
ville de Versailles sont actuellement alimentés par les eaux des filtres de Picardie,
élevées à Taide d'une machine à colonne d'eau imaginée par M. Samain. Ce type de
machine élévatoire, auquel l'inventeur a donné le nom de machine hydrostatique, se
prête aux situations les plus diverses et peut fournir, dans un grand nombre de cas,
une solution pratique de problèmes qui, souvent, se présentent dans les aménage-
ments des eaux pour les villes.

Une récente application vient d'en être faite à Paris. Rue de la Convention, à la
rencontre de la rue Lecourbe, s'opère la jonction de deux égouts de la ville, le
premier recueillant les eaux vannes du quartier, le second étant l'égout collecteur
qui se dirige vers le siphon du pont de l'Aima, puis vers l'usine de Passy. Le premier
égout se trouvant à 4 mètres au-dessous du second, pour racheter cette différence de
niveau on eut d'abord recours à des moteurs hydrauliques actionnant des pompes
à balanciers qui, par leur bruit, soulevèrent bientôt les réclamations du voisinage;
on dut les remplacer par trois machines hydrostatiques qui empruntent la puissance
motrice à l'eau fournie par Tusine municipale à vapeur Alain-Charlier et qui donnent
actuellement entière satisfaction.

Nous donnons ici la description sommaire de ces machines, d'après un rapport
fait par M. Ed. Collignon à la Société d'Encouragement*.

i. Bulletin de la Société (V Encouragement pour Vindustrie nationale du 30 novembre 1900.

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE

419

A Versailles, la machine Samain refoule les eaux des filtres de Picardie,
70 à 120 mètres cubes par vingt-quatre heures, à une hauteur de 28 mètres ; elle
utilise, comme force motrice, Teau venant de Taqueduc de Marly, auquel elle
emprunte, dans le même laps de temps, 2.000 à 4.000 mètres cubes tombant d'une
hauteur de i^joO. Le rendement moyen de l'appareil élévatoire ressort en moyenne
à 0,72.

B}Bf dûment

Fio. 718.

Cette machine se compose d'une partie fixe et d'une partie mobile. La partie
fixe comprend deux caisses cylindriques en tôle B et E [fig. 718), engagées Tune dans
Tautre et montées sur un même axe XX. Le haut du cylindre extérieur B est tenu un
peu au-dessus du bief d'amont ; il en est de même pour le haut du cylindre intérieur E,
dont le fond est arrêté un peu au-dessous du niveau du bief d'aval. Un tuyau vertical
en fonte K, monté suivant l'axe des deux caisses, supporte le fond de ce cylindre
intérieur et sert de tuyau porte-fond en même temps qu'il assure la communication
entre la partie mobile de la machine et l'eau motrice, aussi bien pour l'alimentation
que pour l'échappement.

La partie mobile se compose d'une troisième caisse cylindrique ou cuve H,
coulissant entre les deux premières ; son fond sert de guide au moyen d'un joint
étanche M entourant le tuyau fixe K. La partie supérieure de cette caisse est reliée

420 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

invariablement à un piston plongeur L qui participe à son mouvement de va-et-vient;
ce piston aspire et refoule alternativement Teau dans un corps de pompe fixe K et
dans un tuyau ascensionnel.

Le piston de la machine de Versailles a 0*,440 de diamètre extérieur et sa
course, comme d'ailleurs celle de la cuve mobile, est de 1 mètre.

Fonctionnement. — Un distributeur D, installé latéralement aux cylindres fixes,
permet d'obtenir les mouvements alternatifs de haut en bas et de bas en haut de la
cuve mobile ; il est formé essentiellement de deux clapets conjugués ouvrant et
fermant à l'instant opportun les cavités à vider ou à remplir. Les clapets sont com-
mandés par un petit servo-moteur S actionné par de l'eau en pression empruntée,
pour une portion insignifiante, à la colonne de refoulement. Les orifices de ce servo-
moteur sont ouverts et fermés par la cuve mobile elle-même, lorsqu'elle arrive à fin
de course.

Dans la position indiquée par la figure 718, Teau motrice arrive par le tuyau A,
pénètre, par le dispositif à double fond C et par le tuyau K, dans la cuve mobile et
s'élève par la capacité annulaire m, comprise entre la cuve fixe intérieure E et la
cuve mobile H, jusqu'au niveau d'amont. Mais la capacité annulaire HB, comprise
entre la cuve mobile et la cuve fixe extérieure B, étant en communication avec le
bief d'aval, n'est pas remplie d'eau et le fond du cylindre H est poussé de haut en bas
avec une puissance égale à la hauteur de chute multipliée par sa surface. En descen-
dant, il actionne le piston de la pompe, qui refoule un certain volume d'eau. Arrivée à
fin de course, la cuve, à l'aide d'un taquet, met en mouvement le servo-moteur S,
qui renverse la marche de la machine.

La capacité annulaire HB se trouve alors en communication avec le bief
d'amont et la capacité HE avec le bief d'aval ; la cuve H va monter et le cylindre R
se remplir d'eau et ainsi de suite.

La puissance de montée et de descente de H est constante pendant toute sa
course, qui est quelconque et indépendante de la hauteur de chute ; avec des chutes
de 0",20, 0"*,40, i mètre, on pourrait avoir aussi bien 0",50, 1 mètre, etc., de course.

La machine motrice est à double effet et la pompe à simple effet.

A chaque montée et à chaque descente de la cuve mobile, on perd le volume
d'eau contenu dans la capacité annulaire m. Ces capacités annulaires m et HB, qui
ont pour hauteur celle de la chute, sont formées par le jeu indispensable laissé entre
les cylindres fixes B et E et l'organe moteur H. Ce jeu est très faible et la perte ne
dépasse pas 2 0/0 du volume moteur dépensé.

A Versailles, on élève l'eau motrice ; mais on peut aussi bien élever une autre
espèce d'eau, puisqu'on agit directement avec un piston ordinaire de pompe aspirante
et foulante.

Les machines de la rue de la Convention sont un peu différentes ; elles com-
prennent :

i® La partie motrice de la distribution par tiroirs cylindriques ;

2° La partie pompe aspirante et foulante.

La partie motrice est formée, en principe, d'un cylindre A {/ïg. 718 bis) contenant
un piston à simple effet qui descend par son poids et remonte sous l'action de l'eau
sous pression venant de l'usine municipale de la rue Alain-Char lier.

La partie pompe se compose d'un grand piston fixe C et d'une cuve mobile D

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE

421

i;.'jf i£.g_~'l!_gi I

formant cylindre ; celte cuve est fixée à la tige du piston moteur, dont elle augmente
le poids et se déplace avec lui.

Les changements de marche sont obtenus automatiquement à chaque fin de
course par un système de distribution
spécial disposé en B à la partie supé-
rieure du piston moteur. Cette distri-
bution automatique est assurée par
deux tiroirs cylindriques soigneuse-
ment équilibrés : Tun est le tiroir prin-
cipal qui règle eiïectivement la distri-
bution, l'autre est un tiroir auxiliaire
relié à un levier Z sur lequel viennent
agir, au moment voulu, les heurtoirs
du corps de pompe mobile. L'inven-
teur a eu recours à un tiroir auxiliaire
de dimensions moindres que le tiroir
principal, afin d'obtenir le déplacement
de ce dernier, malgré la grande pres-
sion de Feau au sein de laquelle il est
plongé.

La position la plus élevée du tiroir
principal correspond à l'admission de
l'eau motrice sous le piston moteur ; la
pression de l'eau dans la boîte de dis-
tribution le maintient dans cette situa-
tion jusqu'à la fin de la course. A ce
moment, le levier supérieur, sous l'ac-
tion d'un heurtoir, bascule et entraîne
le tiroir auxiliaire. L'eau motrice en-
vahit aussitôt une nouvelle région de
la boîte de distribution et le tiroir prin-
cipal se déplace sous l'action des pres-
sions nouvelles qui se développent. Le

mouvement inverse se produit lorsque le piston moteur atteint l'autre extrémité de
son trajet. M. Samain a obtenu ainsi le déplacement de l'organe réglant la distribu-
tion de l'eau motrice par le simple déplacement mécanique d'un organe de faible poids.

Les machines de la rue de la Convention dépensent chacune 64 litres d'eau
à 33 kilogrammes pour élever 4.500 litres d'eaux vannes à 4 mètres.

Mm^^'i^^

"»-~"-^

. - 'jCaD^~d3^^

jspiTâmi. "

Fio. 718 bis.

G. - ÉJEGTEURS ET FIRE-HYDRANTS

ÉJBCTEURS

Les éjecteurs que nous étudions dans cette classe sont ceux qui ont pour fluide
moteur un liquide; ce sont de véritables trompes à eau et eau, dont la théorie a été
exposée par M. Râteau en 1899.

422 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

Théorie des éjeoteurs à eau. — Une trompe a pour effet, grâce au fluide moteur
emprunté à une enceinte dans laquelle il se trouve à une pression P, {fig. 719), de
faire passer le fluide entraîné de Tenceinte d'aspiration où il est à la pression P^ dans
Tenceinte de refoulement où il a la pression P3 supérieure à Pj. De Tamont à l'aval
de la trompe, la pression du fluide moteur tombe donc de P, à P3. Pendant la tra-
versée de Tappareil, la pression commune aux deux fluides descend, à Tendroit où se
fait lo mélange, à la valeur p, plus petite que Pj.

Fio. 11 &.

Fio. 719 bis.

Dans toute trompe ou éjecteur, on peut distinguer trois parties que les fluides
traversent successivement :

1" Les tuyères convergentes A et B {fig. 719 bis), par lesquelles arrivent les
fluides, le fluide moteur arrivant par le centre;

2" Le mélangeur C, encore appelé chambre, où s'effectue le mélange des deux
courants de Teau;

3" Le diffuseur divergent, dans lequel la vitesse se ralentit et se transforme
partielle ment en pression.

M. Râteau, pour rétablissement de sa théorie, part des équations que l'on peut
écrire pour chacune des trois parties de l'appareil.

Dans les tuyères convergentes, le fluide moteur et le fluide entraîné prennent
respectivement des vitesses r^ et Vj que l'on déduit, d'après le théorème de Ber-
nouiUi, des pressions P| — /> el Pq — p. Ensuite, le théorème des quantités de mou-
vement appliqué au mélangeur fait connaître la vitesse to du mélange des deux
veines dans le col de la trompe en fonction des vitesses v^ et Vj et du rapport m entre
les débits (en masse) du fluide moteur. Enfln, l'énergie cinétique du courant animé
de la vitesse w se transforme en énergie statique ou de pression dans le difi'useur;
on a donc une relation entre m et la différence P3 — p des pressions.

Cette transformation de vitesse en pression souvent discutée est longuement
traitée par l'auteur; elle donne lieu à une perte d'énergie qui nécessite l'introduction
d'un coefiicient que AL Râteau appelle coefficient caractéristique. Ce coefficient est

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE

423

voisin de 0,7 et tient compte des pertes dans le diffuseur ainsi que de celles des
petites tuyères convergentes.

M. Râteau démontre que le rendement théorique maximum de ces appareils
est 76 0/0. En pratique, on atteint rarement 25 0/0, et souvent on arrive à n'avoir,
que 5 à 10 0/0. Aussi Tusage de ces éjecteurs est réservé à des cas très spéciaux.

Ëjecteur hydraulique. — Pour opérer la vidange
des égouts, pour épuiser Teau des caves, maifitenirâ sec
des chantiers de réparations, on peut employer lappa^

Fio. 719 ter. — Éjecteur hydraulique,

reil très simple représenté figure 719 ter et qui fut
construit en vue d'élever les eaux d'égout au cours de
certaines réparations.

Le tube A est un bec à incendie ordinal te de 10 mil-
limètres de diamètre; il fut solidement fixé daas un liihn
à gaz en T; la branche d'aspiration a
50 millimètres de diamètre. On allait
chercher l'eau à près de 9 mètres de
profondeur.

La hauteur à laquelle on peut éle-
ver l'eau avec ce dispositif très rudi-
mentaire dépend naturellement de la
pression d'eau qu'on a disponible : pour
élever de 8 mètres, il faut environ 5^«,o
de pression par centimètre carré, cor-
respondant à une hauteur d'eau en
charge d'au moins 55 mètres, frotte-
ments non compris.

Les expériences faites montrent
qu'il faut avec cet appareil dépenser
104 à 129 d'eau en charge pour dépla-
cer 100 d'eau à pomper; mais il est
d'une grande simplicité de construc-
tion et d'installation.

Fio. 720 et 721.

Éjecteur des mines d'or de Ghes-
tatee. — Cet appareil est employé pour élever en les délayant dans l'eau les sables
aurifères des mines de Chestatee, en Géorgie.

424 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

L'appareil comprend {fig, 720) un tube amenant Teaii sous pression dont une
partie est destinée à dégrader le sable contenant les paillettes d'or et à lui servir de
véhicule, et dont l'autre partie sert à faire fonctionner l'éjecteur. Ce dernier est rac-
cordé au tube d'amenée par un coude A portant des ailettes antérieures B destinées
à redresser le courant d'eau qui débouche dans l'ajutage conique C. Le tuyau de
refoulement H est maintenu à une certaine distance du coude par les boulons F
et contient dans sa partie inférieure un manchon G à deux cônes intérieurs. Un
conduit E débouchant dans l'atmosphère amène l'air à l'extrémité du bec C, lorsque
l'appareil est totalement submergé. Enfin le joint du coude B avec le tuyau d'amenée
permet d'incliner l'axe de l'appareil par rapport à la verticale.

La figure 721 montre d'ailleurs un exemple d'installation : Le tuyau de décharge
est incliné et débouche dans une boîte N en bois munie d'un couvercle K destiné à
empêcher les projections à l'extérieur lorsque l'eau sort avec une certaine vitesse.

Avec un appareil de ce genre ayant un ajutage de 43 millimètres de diamètre,
déchargeant le liquide dans une gorge G de 76 millimètres contenue dans un tuyau
de refoulement de 152 millimètres, on refoule à 5^,50 en se servant d'eau à une pres-
sion de 4^«,2 par centimètre carré.

Éjecteur J.-E. Meloher. — L'éjecteur Melcher [fig, 722 et 723) est un appareil
construit dans le même but que le précédent. Il sert à draguer ou à amener à la

surface du sable ou de la vase.
Pour cela, le tuyau qui amène
l'eau sous pression se partage
en deux parties : l'une est di-
rigée vers le bas pour envoyer
l'eau servant à délayer la boue
ou le sable ; l'autre, dirigée
vers le haut, alimente l'éjec-
teur proprement dit.

Les diamètres des ajutages
sont naturellement proportion-
nés à l'état dans lequel se
trouve la matière à élever.

Si elle est épaisse, on fera
plus grande la tuyère qui en-
voie l'eau de délayage et in-
versement.

L'appareil éjecteur est ré-
duit à sa plus grande simpli-
cité, car il ne se compose que
d'une bague conique dont la petite extrémité débouche près de l'ouverture du tuyau
d'aspiration.

L'appareil est suspendu à quelque distance du fond. Pour l'empêcher de se bou-
cher, le tuyau qui amène l'eau servant à délayer la vase est recourbé, et on peut diri-
ger son jet sous l'ouverture du tuyau d'aspiration.

Fio. 722 et 723.

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE 425

Élévateur-éjecteur. — Cet appareil se compose [fig. 7-2 i) CCxm tube ceniral a,
amenant l'eau motrice, terminé
par une partie légèrement co-
nique, à Textrémité de laquelle
est vissé un ajutage d'un diamètre
deux fois moindre environ.

Cette partie rentre dans un
tube conique de grand diamètre
plongeant dans le liquide à élever
et se continuant par un tube de
refoulement, auquel il est raccordé par une dernière surface évasée.

L'appareil est relié à la conduite d'amenée par un joint sphérique qui facilite son
installation.

Fio. 125.

Fio. 726.

L'élévateur-éjecteur a été essayé aux mines d'or de la Société de la Lena par
M. Schostak, ingénieur des mines.

Voici les données principales de l'appareil et les résultats des essais :

c?^ = iOi millimètres. — Surface correspondante 0"2^0080

dl, = 190

d^ = 254 —

^2 = 406 —

d z= 559 —

Surface de l'orifice aspirant annulaire.

0 ,0284

0 ,0510

0 ,1:295

0 ,2450

0,2450—0,0284 = 0'"2,2166

Hauteur correspondante à la pression de l'eau motrice 67'",08

Hauteur d'élévation 7",32

Rapport de ces pressions \ = 9,17

Débit d'eau motrice par seconde 0'"'*,198

Débit de l'appareil par seconde 0 ,413

Débit utile 0,413 —0,198= 0 ,215

Volume de minerai entraîné 0 ,017

426 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

Volume d'eau ayant le même poids 0,017 x-^ ^"^^OâS

Effet utile de l'appareil en m» d'eau. . . . 0,028 -f- 0,198 = 0 ,226
Rendement d'après M. Schostak . . ^^^l^^^f ^ t î^lo^^^ = 23,52

o7,llo X Ujiyo

Mais ce rendement n'est pas exact, attendu que le travail utile consiste seule-
ment dans l'élévation de 0°*^,226 à 7'°,32. Le rendement dans ces conditions est beau-
coup plus faible :

7,32 X 0'°,226

(67,08 — 7,32)0,198

= 14 p. 100 environ.

Rendement des éjecteurs. — Les causes de faible rendement des éjecteurs et
autres appareils du même genre ont été étudiées, et il a suffi de quelques recherches
pour montrer qu'elles étaient de deux natures bien distinctes :

1' Pertes dues aux chocs de l'eau motrice sur l'eau à élever ;

2* Pertes dues aux frottements dans les conduites.

On a donc été amené à diminuer dans la mesure du possible le rapport des

vitesses de l'eau motrice et de l'eau à élever, rapport qui est lui-même fonction de -r-j

rapport des pressions de ces liquides, et à augmenter les dimensions des appa-
reils.

Des expériences, faites par M. Herr sur des éjecteurs Kœrting de différents
débits, montrent en ce point l'accord de la théorie et de la pratique.

HAUTEUR d'Élévation
en mètres

PREBSIOH

de
l'eau motrice

DÉPENSE D'EAU

PAR HEURE

en
mètres cube»

QUANTITÉ DEAU

Alevée

par heure

en mètres cubes

RENDEMENT

1° Essais sur un éjecteur Kœrting débitant 10*"* à l'heure

1,5
2,8
5,25
9,08

25
24
26

17,3
8,93
5
3

8,50
8,60
8,42
8,50

11,48
9,40
6,66
2,60

2^ Essais sur un éjecteur Kœrting débitant 25"^ à Theure :

1,50
3,00
4,50
5,57
6,62

20,4
19,0
17,8
17,0
16,2

13,60
6,33
3,95
3,05
2,45

15,2

13,72

13,41

13,98

13,60

17,05

10,29

7,37

3,32

0,08
0,13
0,16
0,12

0,12
0,20
0,23
0,17
0,10

3° Essais sur un éjecteur Kœrting d'un débit pouvant atteindre 82*"^ à l'heure :

4,17
4,17
3,30
3,45

17,0
24,0
15,5
20,5

4,08
5,04
4,70
6,00

61,0
67,5
56,15
64,3

53
84

55,44
82,39

0,21
0,25
0,21
0,22

LE FLUIDE EST UN LIQUIDE

427

L'inspection de ces résultats montre que le meilleur rendement, 25 0/0, a été
obtenu avec le débit le plus fort, qui correspond naturellement à Fappareil de plus
glandes dimensions, et que, dans tous les cas, on approche d'un résultat satisfaisant

en prenant le rapport — = 4 à 6.

FIRB-HYDRANTS

Les fire-hydrants sont des éjecteurs d'un genre particulier installés dans les
villes pour fournir immédiatement l'eau nécessaire aux premiers secours en cas
d'incendie. Le nom de ces appareils nous indique leur pays d'origine ; c'est, en effet,
en Angleterre que les premiers furent employés en 1862.

Dès cette époque, M. James Easton avait proposé à la Société des Ingénieurs
civils d'Angleterre d'établir autour delà ville de Londres des réservoirs placés assez
haut et contenant de l'eau destinée exclusivement à l'extinction des incendies. De ces
réservoirs seraient partis des tuyaux de diamètres convenables se ramifiant dans les
différents quartiers. Certaines villes ont adopté une canalisation d'eau sous pression
comme celle-ci, mais beaucoup plus petite, et ayant pour but de servir à jeter, au
moyen d'appareils spéciaux, l'eau contenue dans les conduites ordinaires, sur les
bâtiments en cas de sinistre. Ces appareils sont les a fire-hydrants ». Us ressemblent
beaucoup aux éjecteurs déjà décrits, employés pour élever l'eau des mines d'or
(Melcher, Chestatee).

Fire-hydrant Greathead. — Cet appareil est le type du genre. Il date de 1879. Il se
compose de deux manchons pouvant
se visser l'un sur la conduite d'eau
sous pression, l'autre plus gros sur
la conduite ordinaire. Le plus petit
se réunit au plus grand par une
série d'ajutages coniques qui débou-
chent dans les corps de l'appareil.

Depuis l'apparition de cet ap-
pareil, les modifications ont été
nombreuses, mais ont porté seule-
ment sur la disposition {fig. 727 à
729). Ainsi on a groupé plusieurs
fire-hydrants les uns à côté des
autres et ayant des directions diffé-
rentes : verticales, inclinées ; sur
d'autres types, on a appliqué le dispositif à aiguille des injecteurs pour régler le débit
total en augmentant ou diminuant celui de l'eau sous pression.

Fig. 127, 728 et 729.

Fire-hydrants d'Halifax. — Nous extrayons d'une communication faite par
M. Keating à la Société des Ingénieurs civils de Londres, en 1880, quelques indica-
tions sur les fire-hydrants dont on a muni la ville d'Halifax.

Devant rester fixés à demeure à la surface du sol et ayant par conséquent à

428 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L^ACTION D'UN FLUIDE

subir les températures les plus basses de Thiver, les fire-hydrants, tels qu'on les a

construits tout d'abord, étaient exposés aux éclate-
ments provoqués par la congélation de l'eau qu'ils
contenaient. On parait un peu à cet inconvénient en
les enveloppant l'hiver de matière isolante. Le nou-
veau système [fig, 730 et 731) a l'avantage de ne
pas nécessiter cette enveloppe, parce qu'il possède
à sa partie inférieure un trou de vidange qui est
bouché pendant la levée de la soupape, c'est-à-dire
pendant qu'on se sert de l'appareil, par un obtura-
teur de cuivre porté par le guide en laiton claveté
sur la tige. Les deux ouvertures de la partie supé-
rieure sur lesquelles on visse les tuyaux sont fer-
mées en temps ordinaire par des bouchons vissés ;
mais ils peuvent l'être encore au moyen d'un obtu-
rateur portant sur sa face arrière une crémaillère
engrenant avec un pignon qu'on peut faire tourner
de l'extérieur.

Cette disposition permet, au cours d'un sinistre,
lorsqu'on a déjà vissé un tuyau, de pouvoir en vis-
ser un second, sans être obligé pour cela de fermer
la canalisation, c'est-à-dire d'arrêter le premier.

Fio. "30 et 731.

Fire-hydrant Lœtser. — La « Cayuta Weel and
Foundry C° », de Sayre, a construit un nouveau fire-hydrant, inventé par M. A. Lœt-
ser et breveté aux États-Unis, le 22 août 1899.

Cet appareil [fig, 732 à 735) ressemble beau-
coup au précédent ; il n'en diffère d'ailleurs au-
cunement comme fonctionnement.

Il se compose d'un tube vertical fixé dans un
autre de diamètre plus grand et se terminant par
une partie conique dont le petit diamètre égale
le diamètre extérieur du tube précédent.

Cette disposition permet de faire tourner sans
inconvénient et sans difficulté le plus petit dans
le plus grand, afin de diriger l'orifice d'échappe-
ment vers le lieu du sinistre.

La tige qui porte la soupape se commande
toujours par la partie supérieure, mais elle est
munie à la partie inférieure d'un système particu-
lier de guidage à glissière qui empêche sa rota-
tion au moment du lavage, tout en permettant
celle de l'ensemble dans le but indiqué ci-
dessus.

Cet appareil est pourvu de quatre trous
de vidange au lieu d'un, comme l'appareil précédent.

^^^^^

' Section.
Fio. 132, 133,

134 et 135.

LE FLUIDE MOTEUR EST UN GAZ

429

Fire-hydrant « Mellert ». — Cet appareil comprend [fig. 736 et 737) un coude
d'équerre en fonte se raccordant avec la conduite et
portant verticalement un tube principal qui possède à sa
partie supérieure quatre ouvertures sur lesquelles vien-
nent se visser les tuyaux. En temps ordinaire, ces ou-
vertures sont fermées par des bouchons vissés qu'une
chaîne attache au corps de Tappareil.

La partie sur laquelle porte surtout l'invention est
la commande de la soupape qui se trouve à la partie in-
férieure de Tappareil.

LE FLUIDE MOTEUR EST UN GAZ

A. — LE GAZ AGIT PAR SA PRESSION

I. — MONTE-JUS

Fie. 736 et 737.

Cet appareil, qui a pris naissance dans les raffineries de sucre et les usines de
produits chimiques, présente, à côté d'un rendement mécanique très faible, des com-

SoHu du

P Robinet de pression.

Arrùxc du^yùuds
comprimé

Arrùfèe eût

liouieie

Fio. 738.

\Arri2tie dio
ii^uide

Fio. 73'J.

moditcs d'installations qui expliquent son emploi. On peut l'utiliser soit au refoule-
ment, soit à l'aspiration. La figure 738 donne le schéma des premiers dispositifs. En
voici le fonctionnement :

430 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

Ouvrir les robinets V et R d'arrivée du liquide et d'échappement d'air, remplir
ainsi le réservoir de liquide. Après avoir fermé L et R, ouvrir les robinets de pres-
sion P et de refoulement S, puis déterminer par l'introduction d'un fluide comprimé
quelconque le refoulement du liquide. La même manœuvre se répète successivement.

Au contraire, dans la deuxième disposition {fig, 739), dite « par aspiration », on
doit employer un fluide aisément condensable, la vapeur d'eau par exemple; le
fonctionnement est analogue :

Ouvrir les robinets V et R d'arrivée de vapeur et d'échappement d'air, remplir
ainsi le réservoir de vapeur après avoir fermé V et R, ouvrir le petit robinet E d'in-
jection d'eau froide ; ainsi la vapeur se condense, déterminant dans l'appareil une
importante dépression.

Ouvrir L, et permettre ainsi l'ascension du liquide.

Puis, enfin, fermer L, ouvrir V et S et déterminer le refoulement.

On voit que, dans ce dernier cas, la vapeur agit par l'effort statique dû à sa
pression et aussi par l'action dynamique due à la très grande rapidité de sa conden-
sation, entraînant ainsi, grâce au vide produit, les molécules d'eau voisines. Disons
de suite que, lorsque l'eau chaude, résultat de la condensation, pourra être utilisée en
tant qu'eau chaude (c'est le cas des injecteurs de chaudières), l'utilisation de l'éner-
gie contenue dans la vapeur ne sera pas mauvaise. Lorsque au contraire, comme dans
les pulso mètres, il n'en sera pas ainsi, l'utilisation de la vapeur sera très restreinte.

La facilité de manœuvre et la simplicité d'installations d'appareils tels que les
monte-jus que je viens de décrire tentèrent, en dépit d'un rendement souvent très
faible, les industriels, et, en même temps, les inventeurs se mirent à l'œuvre pour
modifier, perfectionner, transformer même les dispositions primitives. Ainsi virent le
jour les ingénieux et quelquefois très intéressants appareils dont je vais étudier
quelques-uns. Le principe est toujours le même : utilisation directe d'un fluide com-
primé pour déterminer l'élévation ou le transport de l'eau ou d'autres liquides.

Dans la catégorie des monte-
jus, nous ferons rentrer les pul-
somètresà air comprimé, qui sont
de véritables monte-jus automa-
tiques.

Pulsomètre à air comprimé
Laurent. — Cet appareil et le sui-
vant (dont j'emprunte les figures
au Traité de Poillon) sont de vé-
ritables monte-jus automatiques.
Suivant les liquides qu'ils ont à
élever, ils sont construits en fonte,
en plomb, en poteries ou en caout-
chouc durci ; ils n'ont, comme or-
ganes mobiles, qu'un clapet.
La figure 740 donne la disposition adoptée. Le réservoir F d'alimentation doit
avoir son fond à l^jôO au-dessus du niveau de la soupape S, qui commande l'arrivée
du liquide. Le tuyau de refoulement I descend au fond du pulsomètre, s'élève à la

Fir.. 140. — Pulsomètre à air comprimé Laurent.

LE FLUIDE MOTEUR EST UN GAZ

431

hauteur requise pour le refoulement, et se termine par un dégorgeoir recourbé. A ce
tuyau est soudé un siphon Imn, p-

qui assure Tautomaticité de Tap- y^**^^

pareil. Enfin Tair comprimé ar-
rive par le petit conduit K. Voici
comment fonctionne cet appareil:
Le pulsomètre étant vide,
Tair arrive par K, parcourt le
siphon nml et s'échappe à Texté-
rieur par I. Ouvrons l'obturateur
du tuyau G, la soupape S s'ouvre,
Feau remplit peu à peu le pulso-
mètre A, arrive au niveau n,
remplit le siphon, et intercepte
ainsi la sortie de l'air comprimé.
A ce moment, l'air comprimé
agissant directement sur le li-
quide, la soupape S se ferme, et
le liquide est refoulé par I. Le
niveau s'abaisse donc dans A;
mais, aussitôt qu'il atteint le
coude 7n, l'air passe dans la
branche nm et chasse devant lui
le liquide du siphon et celui qui
restait dans la colonne de refou- • -^ t *^' ^ ..• * ' ^ - .^^.* ^ *^

Fio. 741. — Pulsomètre Laurent,

lement. Dès lors, la pression s*abais-
sant dans A, la soupape S se rouvre,
et le remplissage recommence.

Un semblable appareil, ayant
40 litres de capacité et actionné par
de l'air à 5 kilogrammes, battait
20 pulsations à l'heure et permettait
d'élever à 20 mètres de hauteur
30 tonnes d'acide sulfurique.

La figure 741 montre une dis-
position qui permet d'accélérer beau-
coup le débit par l'adjonction d'un
tuyau auxiliaire de refoulement et
de son clapet de pied S' ; on voit
qu'ainsi le refoulement a lieu sur-
tout par le tuyau auxiliaire, tandis
que le système I/mn sert presque
exclusivement à Tautomaticité.

Pulsomètre à air comprimé Kest-

Fm, 74 â. — Puisornètre

432 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

ner. — C'est toujours le môme principe ; ici Tappareil est généralement en poteries
et caoutchouc durci, et sert à Télévalion de Tacide chlorhydrique [fig, 742).

L'air comprimé, arrivant par è, agit, grâce au conduit ahc^ sur les tubulures N
et M et, lorsque le clapet Q est ouvert, peut s'échapper par le tuyau c?. Le liquide à
élever arrive par e, le tuyau de refoulement est TT.

L'appareil étant vide, nous ouvrons le robinet d'écoulement du réservoir R; le
clapet Q s'ouvre, le liquide remplit le pulsomètre ; l'air comprimé s'échappe par d
lorsque le liquide monte dans les tubulures M et N, et Fair comprimé ferme le
clapet Q.

Alors, sous la pression de l'air, le refoulement s'effectue par TT jusqu'au moment
où, le vase du pulsomètre étant vide, l'air s'échappe lui-même par TT; la pression
tombe et Q s'ouvre à nouveau.

Les phases du fonctionnement se reproduisent alors dans le même ordre.

Air oomppùné.

Pulsomètre Salmson à air comprimé. — Dans cet appareil, l'air agit comme
un véritable piston fluide, et refoule l'eau,
qui rentre alors automatiquement dans l'ap-
pareil.

Ce pulsomètre se compose [fig. 743
et 744) de deux réservoirs en tôle ou en
fonte jouant le rôle de corps de pompe, et
dans lesquels agit alternativement l'air com-
primé dont un petit tiroir plan assure la dis-

FiG. 743 et 74 i. — Pulsomètre à air comprimé Salmson.
tribution. Chacun des deux réservoirs se trouve donc en communication : i* avec

\,K FLUIDE MOTEUR EST UN GAZ

433

Ta privée d'eau par une soupape d'aspiration ; 2** avec la sortie par une soupape de
refoulement; 3** avec la distribution d*air comprimé par une tubulure aG?Aoc;4<* enfin,
avec Tune ou Tautre des extrémités du cylindre dans lequel se meut le distributeur,
par une conduite verticale et par une petite tubulure en cuivre.

Le fonctionnement est excessivement simple; supposons l'appareil en marche.
L'eau est chassée d'un réservoir pendant que l'autre se remplit ; lorsque le réservoir
dans lequel s'opère le refoulement est presque vide, le flotteur, qui suit le mouvement
de l'eau et s'abaisse avec elle, détermine l'ouverture du petit conduit allant sur l'une
des faces du distributeur; une certaine quantité d'air comprimé passe alors par là, et
chasse le tiroir distributeur de façon à inverser et l'admission et l'échappement de
l'air comprimé moteur. L'eau remplit alors le réservoir vide, pendant que l'autre ali-
mente le refoulement.

Cet appareil peut être utilisé à élever l'eau (dans ce cas, il faut noyer les deux
récipients) ; on l'emploie également, et de préférence, pour l'élévation des ascenseurs
ou monte-charges. On lui fournit alors Teau par une tubulure venant d'un réservoir
dans lequel se fait l'échappement de l'appareil élévateur.

L'eau qui sert est toujours la même; au lieu de dépenser de l'eau sous pression,
c'est de l'air comprimé que l'on consomme, et cela semble économique. Ainsi, à Paris,
l'air à 5 kilogrammes coûte 0 fr. 135 le mètre cube, tandis que l'eau, dans les mêmes
conditions, coûterait 0 fr. 650: l'économie est donc très réelle. D'ailleurs elle peut
être augmentée encore — dans le cas où

la hauteur d'élévation est relativement ^ ^i» - ^«~^t=;^ i

faible — par l'emploi d'un détendeur de

pression. ^___ r_

Appareil de M. de Hontrichard pour
rélévation des eaux. — Les appareils
d'élévation d'eau de M. de Montrichard
sont de deux sortes ; la première caté-
gorie est mue par l'air comprimé, et la
seconde par la vapeur sèche. Les uns et
les autres reposent sur le même principe ;
ils diffèrent seulement par leur agence-
ment.

1° Pompes à air comprimé, — L'ap-
pareil mû par l'air comprimé {/ïg, 745)
se compose d'un récipient en tôle ayant
la forme d'une bouteille. Il est en com-
munication avec le liquide à élever dans
lequel on le plonge par une soupape d'as-
piration A et avec le refoulement par la
soupape E. L'arrivée et la sortie de l'air

comprimé s'opèrent par deux tubulures débouchant à la partie supérieure,
mandées par deux soupapes M, N, s'ouvrant en sens inverse l'une de l'autre, et
elles-mêmes en mouvement directement par un flotteur guidé par une tige à sa
inférieure.

Fio. 745.

com-
mises
partie

LES POMPES.

434 POMPES EMPLOYANT COMME h^ORGE MOTRICE f/ACTION D'CN FLUIDE

FiG. 746.

Si on plonge Tappareil dans Feau, la soupape d'aspiration A se soulève, et il se
remplit ; lorsque Feau arrive à un niveau suffisant pour provoquer sur le flotteur une
pression supérieure à celle qu'exerce sur la soupape M Fair comprimé, il la soulève
et, en même temps qu'il livre passage au fluide moteur, il ferme la soupape d'échappe-
ment N ; Feau est alors chassée dans le refoulement. Le flotteur conserve cette position
tant que la poussée exercée par Feau de bas en haut, augmentée de la pression dans
le même sens exercée par Fair comprimé sur la soupape N, contre-balance son poids.
Mais, le niveau continuant à baisser, la poussée diminue, et il arrive un moment
où le poids des organes mobiles Fcmporte. A cet instant, Fentrée d'air comprimé et

le refoulement cessent, l'échappement N s'ouvre, et l'aspi-
ration recommence par A.

L'ouverture du clapet A ne peut s'effectuer qu'un cer-
tain temps après l'abaissement du flotteur, c'est-à-dire
lorsque l'air qui est encore à la pression d'arrivée se sera
détendu à l'extérieur.

M. de Montrichard a remédié à ce petit inconvénient,
et surtout a rendu son appareil plus économique, en le
munissant de dispositifs simples qui permettent d'utiliser
le travail de la détente.
Le premier {fig, 746) consiste à permettre à la soupape N un certain mouvement
dans le sens vertical par rapport au flotteur, et par conséquent à M. Quand le niveau
de Feau a monté suffisamment dans l'appareil, le flotteur fait toujours bloquer N sur
l'échappement, et M s'ouvre comme précé-
demment ; il n'y a rien de changé.

Au contraire, pendant le refoulement,
l'abaissement du niveau provoque la des-
cente du plongeur et la fermeture de M ;
mais il n'entraîne pas de suite la soupape N
à cause, d'une part, du jeu vertical qui lui a
été laissée, et, d'autre part, de la pression
d'air comprimé agissant sur la face infé-
rieure et l'appliquant &ur son siège.

Le refoulement de Feau continue donc
pendant cette période de détente, et, lorsque
la pression a suflisamment baissé pour ne
plus pouvoir chasser Feau, N se décolle par
son poids.

Comme on le voit, ce système exige le
réglage du poids de la soupape; un autre
dispositif permet également d'arriver au
même résultat [fig, 747). La tige de la sou-
pape N joue librement à l'intérieur du flot-
teur, et vient s'articuler à la partie inférieure au petit bras d'un levier à contrepoids P,
articulé à un support fixé au fond de l'appareil. Un levier à fourchette, articulé en un
point fixe à la partie supérieure, supporte la soupape M, qui est libre, en même
temps qu'il embrasse le dessous de N.

Fkî. 747

LE FLIMDE MOTEUR EST UN GAZ

435

Pendant le remplissage, M est fermé et N est ouvert; puis, lorsque le niveau a
suffisamment monté, le flotteur soulève le levier qui fait ouvrir M et N.

Au cours du refoulement, lorsque le plongeur F descend, le levier à fourchette
en fait autant, et M est fermée par son poids et par l'action de Tair comprimé; mais,
omme F glisse sur la tige de N, il ne Tentrafne pas; le contrepoids P maintient
la soupape fermée, et Tair emprisonné peut se détendre et continuer à refouler
Teau.

L'appareil est disposé de telle sorte que ce refoulement s'opère jusqu'à ce que
le flotteur vienne presque s'appuyer sur le fond du corps de pompe; en même temps,
il appuie sur une butée de la tige de N, relève le contrepoids P : l'échappement
s'ouvre, et l'aspiration recommence. Mais il faut noter que, déjà un peu avant l'ou-
verture de N, le niveau de l'eau ayant assez baissé pour découvrir l'orifice de refou-
lement d'eau, une certaine quantité d'air comprimé (quoique déjà assez fortement
détendu) s'échappe dans la colonne liquide de refoulement. Dans cette partie assess
courte de son fonctionnement, l'appareil de Montrichard procède des émulseurs.

Les trois types d'appareils que nous venons de décrire correspondent à des
besoins différents. Pour un petit débit, un refoulement de moins de 10 mètres, le
premier appareil — que j'appellerai sans détente — suffira largement; il sera d'ordi-
naire actionné par une pompe à bras pour la compression de l'air.

Pour un débit moyen (habitations, exploitations agricoles, etc.), le troisième
type, avec détente dans la colonne de refoulement, même sans butée, pourra convenir
jusqu'à des refoulements de 60 mètres environ.

Pour les forts débits, les fortes hauteurs, et
lorsqu'on dispose d'un compresseur puissant, on
emploiera le deuxième type, à détendeur auto-
matique, ou même une combinaison des deuxième
et troisième types.

Sans entrer dans les détails de la théorie de
cet appareil, dont plusieurs points ont été traités
déjà dans les Annales des Mines (livraison de
juillet 1896), il y a cependant lieu de donner en-
core quelques indications générales sur son fonc-
tionnement et les dispositions spéciales à adopter
dans certains cas.

Nous avons vu que, dans tous les cas, c'était
le déplacement du flotteur qui déterminait l'ou-
verture et la fermeture des soupapes ; par suite,
nous aurons, dans le fonctionnement de Tappa-
reil, une périodicité très nette, intimement liée à
la course du flotteur de part et d'autre de sa
ligne de flottaison.

Dès lors, on comprend que, si l'on donne au
flotteur une forme en deux parties I et G (/î£^. 748)
reliées par une tige, la partie supérieure, située
au-dessus du niveau de flottaison F, servira à assurer la poussée ascendante, tandis
que la partie I, située au-dessous du même niveau, assurera la traction descendante ;

436

POMPKS EMPLOYANT COMME FORCE MOTRrCE L'ACTION DU'N FLUrOE

kg, 4

là

-iw

xtk

ainsi Técart des deux parties devra avoir pour conséquence un accroissement de Tam-
plitude du mouvement de la surface liquide, et par suite une augmentation de débit.
On conçoit que, dans ces conditions, le refoulement de l'eau sera intermittent,
avec de hautes fréquences si Tamplitude est faible, avec des fréquences inférieures
si elle est plus élevée. On a cherché à obtenir la continuité de refoulement, et, pour
cela, on a ajouté un réservoir supplémentaire O {/ig. 748), qui est relié à la fois au
refoulement E et à l'arrivée M d'air comprimé. Lorsque le refoulement a lieu, une
partie de l'eau monte dans la colonne d'évacuation, l'autre pénètre
dans le réservoir O. Lorsque M se ferme, l'air comprimé agit sur
le liquide de O, et le refoule à son tour. Ainsi on peut espérer un
écoulement sensiblement continu.

Pour les puits profonds, on peut disposer les appareils de
Montrichard en relais ; mais, comme il n'est pas certain que les
débits de tous ces appareils soient égaux, la disposition de la
figure 749, la conduite de refoulement de chaque appareil sera
prolongée par un réservoir H, situé au-dessus de l'appareil im-
médiatement supérieur et lui faisant office de réservoir d'alimen-
tation. Si le niveau du liquide monte dans II, l'appareil qui l'ali-
mente, ayant à vaincre une pression de refoulement plus grande,
verra diminuer son débit, tandis que l'appareil alimenté par lui,
sous une charge supérieure, précipitera son allure ; ainsi les dé-
bits se régulariseront en quelque sorte automatiquement.

Notons enfin que, par la détente, se produira un refroidisse-
ment compensé en partie si l'on veut par la présence de l'eau,
mais qu'en tous cas l'installation d'un réchauffeur d'air comprimé
ne pourra qu'être très favorable au rendement. Ce réchauffeur
pourra d'ailleurs être installé en un point quelconque de la con-
duite d'air comprimé, en R par exemple [fig, 749).

Ces appareils paraissent intéressants, ils le seraient plus
encore si des expériences sérieuses avaient été faites et permet-
taient de préciser les conditions pratiques du fonctionnement,
ainsi que leur rendement.
2* Pompes de Montrichard à vapeur. — Ces appareils à vapeur sont basés et
construits sur le même principe, avec cette différence que l'échappement de la
vapeur se fait dans le refoulement et que la condensation ainsi produite provoque
un vide suffisant pour donner naissance à l'aspiration; à cet égard, ils se rap-
prochent des pulsomètres. Ceci était nécessaire, car il est à peine besoin de dire
qu'un tel appareil marchant à la vapeur ne peut être plongé dans l'eau froide. La tu-
bulure d'aspiration est munie à sa partie inférieure d'une crépine et d'un clapet du
pied [fig, 750). Le refoulement continue l'aspiration suivant le même axe, et le corps
de l'appareil ne possède qu'une ouverture par laquelle l'eau est aspirée et refoulée.
L'emploi du calorifuge pour les conduites de vapeur s'impose naturellement pour
l'obtention d'un bon rendement. On peut arriver à diminuer notablement les con-
densations dans le corps de l'appareil en faisant aspirer une certaine quantité d'huile
au début de la marche ; cette huile reste d'abord à la surface de l'eau, puis vient se
coller sur les parois, où elle forme un véritable enduit isolant.

Fig. 749.

LE FLUIDE MOTi:L'a EST UN (iAZ

437

L'inventeur estime que ce procédé augmente le rendement de ses appareils
de 60 0/0.

Quoi qu'il en soit, une pompe que M. de Montrichard a installée pour son usage
personnel à Montmédy donne, pour 8 kilogrammes de vapeur dépensés à Theure, un
débit de 1.600 litres à 13 mètres de hauteur. Autrement dit, 1 kilogramme de vapeur
produit 2.600 kilogrammètres.

Fio. 150 et 751. — Pompes de Montrichard à vapeur.

Mais cette pompe fonctionne sans appareil de détente et sans calorifuge, perfec-
tionnement que M. de Montrichard n'a pas cru devoir apporter à son appareil, étant
donné le faible débit du puits sur lequel il est monté.

La figure 751 donne l'ensemble de la disposition fonctionnant avec détente.
B est la butée contre laquelle le flotteur vient presser pour relever le contrepoids D.

Pour ces appareils aussi, l'absence des essais pratiques est regrettable.

II. — PULSOMETHE A VAPEUR

Les pulsomètres permettent d'élever l'eau en employant directement la vapeur ;
ils fonctionnent automatiquement et ont pour eux une très grande rusticité et une
grande facilité d'installation.

438 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION DUN FLUIDE

Bien que les formes varient beaucoup, le principe reste toujours le même, et,
dans tous les pulsomètres, on rencontre un corps de pompe, un clapet d'aspiration,
un clapet de refoulement, un tuyau d'arrivée de vapeur et un robinet. Le corps de
pompe est rempli de vapeur ; elle se condense en partie, et. Peau montant dans l'appa-
reil, la condensation s'achève, de sorte que le corps de pompe se remplit d'eau. On
rouvre alors le robinet de vapeur, dont la pression refoule le liquide dans la colonne
d'évacuation. On peut ainsi, par poussées ou pulsations successives, élever l'eau à la
hauteur voulue.

Cet appareil très simple s'installe rapidement et sans difficultés, se prête bien
aux conditions de son emploi ; on peut par exemple le suspendre à une chaîne ou un
palan et le descendre au fond du puits ; en somme, pour des installations provisoires,
c'est très commode, malheureusement c'est peu économique.

Cherchons en effet à nous rendre compte du rendement mécanique du travail de
la vapeur dans ces conditions. Appelons V le volume de vapeur employé et P sa pres-
sion; puisque cette vapeur travaille par simple refoulement, il faut dépenser un
volume de vapeur égal au volume d'eau élevé, et la hauteur de refoulement est au
plus égale à P (si P est exprimée en hauteur de liquide).

Pour fixer les idées, admettons que la pression de la vapeur soit de 5 kilo-
grammes par centimètre carré, soit P = 50 mètres.

La chaleur externe par kilogramme de vapeur à 5 kilogrammes est :
Apu =44,15 calories.

Cette vapeur pesant au mètre cube 2^*,6, le poids dû volume V (exprimé en litres)

2 6V
sera égal à .'^■^^? et le nombre de calories correspondant au volume sera donné par

2 6V
44,15 X . Iwx^; l'énergie disponible sera donc, en kilogrammètres :

2,6V

(1) 44,15 X ^ X 428.

Or, en admettant une hauteur d'aspiration de 8 mètres, ce qui est très conve-
nable, le travail produit sera au maximum :

(2) V X (50 -h 8) = 58V.

Le rendement, rapport des deux valeurs (2) et (1), ressort donc au maximum
théorique à 12 0/0 environ.

Si maintenant nous cherchons à établir le rendement pratique, nous tomberons
à des valeurs beaucoup plus faibles ; il faut, en effet, compter consommer 6 à 7 kilo-
grammes de vapeur par cheval-heure en eau élevée.

Comptant seulement 6 kilogrammes et admettant 7.000 calories par kilogramme,
on trouve, pour l'énergie disponible, 18 millions de kilogrammètres; alors le travail
produit ne dépasse pas 270.000 kilogrammètres, ce qui fait ressortir le rendement
mécanique absolu de l'installation complète à 1,5 0/0 environ.

Pourquoi ce faible rendement? J'en ai déjà donné quelques causes; la vapeur
travaille sans détente, puis son rôle est de se condenser presque immédiatement au
contact du liquide ; la vapeur condensée abandonne en pure perte toute la chaleur
qui reste dans l'eau de condensation ; enfin, il y a des causes de déperditions impor-

LE FLUinE MOTEUR EST IN (;AZ

439

tantes, dues au non-isolement des surfaces et à leur développement relativement
important.

Pulsomètre de Hall. — Les figures 75^ à 754 permettent de saisir rapidement la
disposition et le fonctionnement de cet appareil : la première est une coupe par l'aspi-
ration montrant les trois clapets qui l'assurent ; la seconde est une coupe par refoule-
ment, qui n'a besoin que de deux clapets ; enfin, la troisième est une vue à plus grande
échelle de la soupape de vapeur, très simple dans le type de Hall.

Fio. 752, 753. et 754.

Si, comme dans la figure, la soupape de vapeur ferme l'admission à gauche, la
vapeur va agir dans la poire de droite et refouler le liquide par E' jusqu'au moment

Fio. 755 et 756. — Pulsomètres à boulels.

où le contact de l'eau et de la vapeur sera suffisant pour que celle-ci se condense en
partie, déterminant ainsi une dépression qui fera se rabattre la soupape s\ Alors, le

440

POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTIUCE L'ACTION D'UN FLUIDE

même phénomène se produira à gauche, avec refoulement par E, pendant que, dans
la poire de droite, la condensation, en s'achevant, déterminera un vide suffisant pour
que par C Taspiration se produise. Et ainsi de suite.

Un réservoir d'air B, en communication avec la chambre d'aspiration, amortit
les chocs que produirait Tarrivée brusque du liquide dans cette chambre.

Tous les pulsomètres que nous allons étudier ont un fonctionnement analogie,
et il est bien clair que, pour une pression de vapeur constante et de hauteurs fixes
d'aspiration et de refoulement, le nombre de pulsations à la minute se trouvera déter-
miné, ainsi que le débit de l'appareil. On pourra donc agir sur ce débit en réduisant
ou augmentant dans certaines limites le nombre de pulsations par l'étranglement ou
l'ouverture du robinet d'admission de vapeur.

Les figures précédentes représentent des soupapes en caoutchouc, pratiques

pour les liquides légers et froids
et pour l'eau en particulier ; si on
avait affaire à des liquides chauds
ou épais (goudrons, sirops, pâtes,
jus, etc.), on prendrait de préfé-
rence des soupapes métalliques :
les figures 755 et 756 montrent
une telle disposition avec des
soupapes à boulets.

Pulsomètre Hodgkin et New-
haus. — Cet appareil, qui fît sen-
sation en Angleterre il y a une
vingtaine d'années, est repré-
senté sur la figure 757.

Le principe est toujours le
même; il faut remarquer la forme
spéciale des deux lobes, en poire
très allongée, afin de retarder la
condensation de la vapeur et
qu'elle ne se reproduise qu'après
qu'un refoulement important a
été obtenu par l'action directe de
la vapeur. Des bouchons, vissés
dans les parois à la partie supé-
rieure, permettent de petites ren-
trées d'air.

Les soupapes sont métalli-
ques, avec âmes de bois R, et
leur mouvement est limité par des butées G, fixées sur les plateaux H, permettant
d'ouvrir et de visiter l'appareil.

Les essais faits à cette époque par les soins de la Royal Agricultural Society
firent ressortir la consommation de vapeur à près de 90 kilogrammes par cheval-
heure, alors que les pompes centrifuges les moins perfectionnées n'en dépensaient

Fio. "757. — Pulsomètre Hodgkin et Newhaus.

LK FLUIDE MOTEL'R EST UN GAZ

guère que 63 kilogrammes ; il y a néanmoins à tenir compte des facilités d'installa-
tion et d'emploi.

"^T^^îirv^^

Fio. 758. — Pulsomètre Rilier.

Fio. 759. — Pulsomètre Van den Kerkhove
à soupapes en caoutchouc.

Pulsomàtre Ritter. — C'est presque exactement le même dispositif que le pul-
somètre de Hall ; seule la soupape de vapeur
présente une particularité que la figure 758
met en évidence : la baguette pulsatrice S
est suspendue comme un balancier de pen-
dule. On connaît cette disposition sous le
nom de « clapet à pendule ».

Pulsomètre Van den Kerkhove. — Cet

appareil, connu aussi sous le nom de « pul-
somètre britannique », est très analogue
au pulsomètre Hodgkin : la soupape de
vapeur J est une valve sphérique eu bronze ;
seuls, les clapets d'aspiration et de refou-
lement E et F diffèrent de ceux du type
précité. Les figures 759 et 760 sont relatives
à des appareils avec clapets E en caout-
chouc ou métalliques; elles se passent de
commentaires.

Pulsomètre Kœrting. — Au lieu que le
mouvement de la soupape de vapeur soit
exclusivement dû au vide qui se produit suc-
cessivement dans les deux chambres du
pulsomètre, MM. Kœrting frères Tout réalisé
sous la double influence de ce vide et de l'ac-
tion de la vapeur directe emmagasinée à

Fio. 760.

— Pulsomètre Van den Kerkhove
à clapets métalliques.

442

POMPES EMPI.OYANT COMME FOHCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

chaque pulsation dans les petites chambres i {fig, 761 et 762). Dans ces conditions, le
clapet, formé d'une languette disposée en fléau de balance et oscillant autour d'un
axe horizontal, fait, toutes choses égales, beaucoup plus de battements.

s t»

Fio. 761 et 762. — Pulsoinèlpe Kœrting.

Dans ces conditions, la consommation de vapeur ainsi que Télévation de tempé-
rature de Teau sont moindres et, par suite, le rendement est accru. Les inventeurs
citent à cet égard les chiffres comparatifs suivants : un pulsomètre ordinaire faisant
42 pulsations par minute et réchauffant Teau de 0°,22 par mètre de hauteur de
refoulement a été modifié suivant leur système, après quoi il faisait 75 pulsations et
ne réchauffait plus Teau que de 0*,12.

L'aspiration peut se faire jusqu'à 7 mètres, mais le maximum d'effet utile est pour
3 mètres. Les constructeurs indiquent une consommation de l''*,500 de vapeur
pour élever 1.000 litres d'eau à 10 mètres de hauteur, ce qui correspond à une dé-
pense d'environ 70 kilogrammes de vapeur par cheval-heure en eau élevée.

En vue d'activer la condensation de la vapeur, des canaux, venant du refoulement,
injectent dans les lobes un peu de liquide. Cela présente également l'avantage de
diminuer réchauffement des poires et d'augmenter le nombre de pulsations. Cette
adjonction est bien visible sur les figures.

Pulsomètre Boivin: — Dans cet appareil, on a cherché surtout à rendre faciles la

LE FLIIDE MOTEUR EST UN ('.AZ

443

visite elle nettoyage; je ne m'arrêterai pas sur ces questions; mais je signalerai les
deux dispositifs adoptés pour la soupape de vapeur.

La figure 763 montre celui qui est usité pour les petits appareils, c'est le « clapet
à languette » que nous avons déjà vu : c'est
un morceau de bronze taillé en biseau et
oscillant autour de ce biseau.

La figure 764 représente le « clapet à
balance » employé dans les appareils puis-
sants ; c'est un fléau oscillant terminé à
chaque bout par une palette ouvrant ou
fermant l'entrée des lobes du pulsomètre.
Ce distributeur est très sensible, car la vapeur et le vide agissent simultanément sur
ses deux faces et l'équilibrent.

Fifl. 763 et 764. — Clapet à balance Roivin.

Pulsomètre 0. Georges. — La question du distributeur de vapeur a reçu, dans cet
appareil, une intéressante solution; la valve de vapeur est ici remplacée par un

tiroir cylindrique (fig, 765). Ce tiroir se
compose de deux pistons K et d'un man-
chon intermédiaire ; des rainures L, prati-
quées à la partie supérieure du fourreau
dans lequel glisse le tiroir, permettent à la
vapeur de se rendre alternativement dans
les chambres extrêmes des pistons. Enfm
les espaces extérieurs aux pistons commu-
niquent avec les lobes par des canaux R,
aboutissant le plus exactement possible près
de la zone de condensation.

De la sorte, tant que la vapeur vive
agit en refoulant le liquide, le tiroir reste
en équilibre, puisque, sur les faces des pis-
tons, s'exercent les mêmes pressions.
Lorsque le liquide arrive au niveau de l'ori-
fice deR, et que la condensation commence,
il se produit un petit bouillonnement à l'en-
trée inférieure de R, et cela active la con-
densation, la pression baisse sur l'une des
faces du piston, le tiroir se déplace et l'ad-
mission change de côté.

On obtient ainsi le maximum d'effet
utile de la vapeur directe; le nombre de
pulsations est accru avec l'effet utile et, par
suite, les dimensions du pulsomètre sont di-
minuées pour un travail donné. Dans ces
conditions, le réchauffement de l'eau n'est que de 0^,12 par mètre de refoulement. On
obtient, suivant les appareils, des refoulements de 5 à 30 mètres et des débits variant
de 30 à 12.000 litres par minute.

FiG. 765. — Pulsomètre Georges,

4H POMPES EMPÎ.OYANT f^ûMMR FORCE MOTUICE I/ACTfON D'UN FLl'IDE

[l n'y a de particulier, dans cet appareil {fiy. 766), que
le distributeur de vapeur : c'est une valve
formée de deux demi-sphères réunies par leur
partie convexe et faisant corps avec un axe
horizontal d'oscillation. Les plans diamétraux
des sphères forment les faces plates de la valve
et font entre eux Fangle voulu ; le fonctionne-
ment est toujours le même, et Fon ne saisit pas
a priori Fintérêt de cette disposition très spé-
ciale.

Pompe Greeven. — C'est bien encore un
pulsomètre, mais il est à simple efTet et, ce qui
fait surtout son originalité, c'est que son dis-
tributeur réalise volontairement le laminage
de la vapeur employée.

On sait, en effet, que, lorsque de la vapeur
traverse en vitesse de petits orifices, sa pres-
sion s'abaisse ; on sait aussi que, si cette baisse
de pression n'est accompagnée d'aucun travail
produit, il y a élévation de température de la
vapeur qui se surchauffe. Or les propriétés de
la vapeur surchauffée sont assez différentes de
celles de la vapeur saturée et, en particulier,
lorsque cette vapeur surchauffée se trouve en
îo. . — y Niiin€ re a vtsjmu contact avec de Feau froide, elle se condense

brusquement en bloc, tandis <|ije la vapeur saturée, placée dans les mêmes eondi-

Fiii. Ti;7 cl 708. — Pulsomètre Greeven.
tions, se condense progressivement et de proche en proche.

LE FL[]II)E MOTEUa EST UN f.AZ 445

Décrivons maintenant la pompe Greeven. Elle comprend (/îg.l61 et 768) un seul
corps de pompe a avec clapets d'aspiration e et de refoulement r, un tuyau d'injec-
tion d'eau et une distribution de vapeur représentée composée d'un piston P {fig, 768),
comportant une partie supérieure mobile, qui peut venir s'appliquer sur le siège en
bronze n, et une partie inférieure fixe. V, V , V*' sont des orifices capillaires permettant
à la vapeur de pénétrer dans la boîte du piston ; J est un petit reniflard d'air.

Supposons le corps de pompe rempli d'eau et admettons la vapeur, le piston P
va s'abaisser, la vapeur va passer par l'ouverture annulaire très mince existant entre
la partie inférieure du tuyau N et la partie supérieure du distributeur ; en même
temps, elle pénétrera par V, V et V*' dans le distributeur, qui sera ainsi en équilibre.

La vapeur ainsi laminée et surchauffée va agir sur le liquide et le repousser dans
la colonne de refoulement jusqu'au moment où la condensation se produit sous l'in-
fluence de l'injection d'eau du tube fm. Alors le refoulement cesse, une dépression
brusque se produit dans l'appareil, et comme, néanmoins, l'intérieur du distributeur
contient toujours de la vapeur sous pression, la partie supérieure mobile de ce dis-
tributeur va se soulever, obstruant ainsi l'admission de vapeur dans le corps de
pompe. Pendant tout le temps de l'aspiration, il en sera de même, puis, l'équilibre se
rétablissant, les mêmes phénomènes se reproduiront.

Pulsateur Bretonnière. — Dans cet appareil, on évite le contact et l'action
directe de la vapeur sur le liquide à refouler, on utilise dans tous les cas la détente
de la vapeur : par ces deux raisons, on peut réaliser une sérieuse économie de
vapeur.

La figure 769, empruntée à l'ouvrage de Poillon, montre la disposition du pulsa-
teur, dont le seul organe agissant est un diaphragme DD, en toile-caoutchouc, sur
lequel agit la vapeur et qui agit lui-même sur l'eau à refouler.

Pour bien comprendre le fonctionnement, mettons en marche l'appareil et, pour
cela, remplissons d'eau (en ouvrant le robinet R) la partie Q, située au-dessus du
diaphragme, puis ouvrons l'arrivée H de vapeur. La vapeur trouve ouvertes les sou-
papes F et I ; elle ferme de suite cette dernière et, passant par l'autre, elle vient
soulever le diaphragme qui refoule l'eau par le clapet P jusqu'au moment où, entiè-
rement gonflé, il vient occuper la position pointillée sur la figure A. A ce moment,
la vapeur qui continue à agir soulève le plateau central, et la soupape F, déchargée
du poids de ce plateau et sollicitée par le ressort qui la supporte, va se fermer et
arrêter l'admission.

La vapeur ainsi admise va maintenant se détendre et continuer ainsi le refou-
lement du liquide jusqu'au moment où sa pression sera égale à la pression atmo-
sphérique augmentée de la hauteur de refoulement et de la hauteur due à la vitesse
acquise. A ce moment, la soupape I va s'ouvrir ; la vapeur, continuant sa détente, va
pénétrer dans la chambre O, soulever N, arriver dans Q ; dans ce trajet, elle se
condense en partie, déterminant ainsi l'aspiration du liquide qui vient remplir Q, et,
pesant sur le diaphragme, remet toutes choses en l'état où nous les avons vues au
début de la marche.

Cet appareil très intéressant n'a pu se développer à cause de la presque impossi-
bilité à laquelle on se heurte lorsqu'on veut trouver des diaphragmes suffisamment
solides pour faire un service industriel.

446 POMPES EMPLOYANT COMME KORGE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

Pulsomètre Fischer. — Le Scientific American Supplément de septembre 1889
donne la description d'un certain nombre de pulsomètres, dont celui-ci et quelques-
uns des suivants.

Fio. 769. — Pulsomètre Brelonnière.

Le pulsomètre Fischer est à chambre unique {fi[/, 770) ; cette chambre unique
contient un cylindre central F, divisé en deux par une cloison horizontale; la partie
supérieure A contient un flotteur S, relié à la soupape de vapeur et la commandant

LE FLUÏDE MOTEUR EST UN GAZ

la partie inférieure F contient un flotteur S^, relié à la soupape V, qui fait commu-
niquer les deux compartiments entre eux.

Supposons l'appareil plein d'eau ; S est en Tair, la soupape de vapeur est donc
ouverte. La vapeur refoule Teau. Lorsque le niveau descend au-dessous d'une cer-
taine limite, la chambre F se vide, S^ s'abaisse, V s'ouvre, la chambre A se vide
à son tour, et le flotteur S, en s abaissant, entraîne la fer-
I I I meture de l'admission. La vapeur se condense alors et le

^I^^^^^J corps de pompe se remplit d'eau.

Fio. 110. — Pulsométre Fischer.

Vio. m. — Pulsométre i>honike.

Pulsométre Shonike. — Le principe est exactement le
même, mais le cylindre intérieur est plus petit ; il contient
un flotteur S {flg. 771) qui est
creux et plein d'eau en même
temps que l'appareil lui-même.
Un siphon Z amène la vidange
de ce flotteur, lorsque, par
suite du refoulement de l'eau,
le niveau général s'abaisse, et
le flotteur ainsi délesté remonte
et ferme l'admission.

Pulsométre Winkelmano.

— La figure 772 montre, à titre
de curiosité, un pulsométre
sans distribution de vapeur, il
est vrai, mais dans lequel la

dépense doit être énorme! Un tuyau D,de forme convenable,
met la chambre de refoulement en communication avec l'ori-
fice d'arrivée de vapeur. Pendant le refoulement de l'eau,
une petite partie de ce liquide est projetée au-devant de la
vapeur qui se condense ainsi. On conçoit qu'on puisse régler

Fio. 173. — Relais de pulso- une fois pour toutes cet appareil peu économique,
mètres au puits de Hotherham. ^ rr r -i

Relais de pulsométres. — La figure 773 représeute une intéressanic apj)lication

Fio. 112.
Pulsométre Winkelmann.

448

POMPES EMPÎ,OYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION 1) UN FLUIDE

des pulsoniètres au fonçage de puits en terrains aquifères. Le puits en question fut
foncé aux mines de Rotherham. On employa 6 pulsomètres disposés dans le puits
en 3 relais de 3 pulsomètres chacun ; les 3 pulsomètres inférieurs étaient simplement

suspendus par des chaînes manœuvrées
de la surface au moyen de treuils.

La hauteur totale d'élévation était de
72 mètres; le relais maximum fut de
50 mètres et Tépuisement atteignait alors
450 à 600 mètres cubes par heure. L'en-
combrement était extrêmement faible ; le
puits avait 6 mètres de diamètre, et 2
seulement étaient occupés par les pulso-
mètres.

La vapeur était fournie par des chau-
dières placées à 120 mètres environ de
Touverture du puits ; elle était à 5^^,6 de
pression.

Pulsomètre «Le Sirius ». — MM. Hol-
den et Brooke, de Manchester , construisent
un pulsomètre qu'ils appellent le ASiriiiSy
qui ne diffère des précédents que par la
valve à vapeur {fig, 774 et 775), laquelle
j,,j^ ^^^ se rapproche néanmoins beaucoup de

celle de Ritter.
Les sièges D, D sont en bronze phosphoreux et sont rapportés. La valve, au
lieu d'être articulée, est formée de deux lames B raccordées à leur partie supérieure
par un cintre reposant sur un support C qui lui sert d'axe.

Fio. IVô.

Cette disposition facilite beaucoup le démontage et le remplacement en cas
d'accident.

LE FLUIDE MOTEUR EST UN GAZ

449

Pulsomètre Emerson. — Cet appareil
{fig, 776) présente une particularité dans le
moyeu de commande de l'appareil distribu-
teur de vapeur.

Quand on admet de la vapeur au réser-
voir A {fig, 776), elle refoule Teau qui s'y
trouve par le tuyau C; puis, quand on supprime
la vapeur, le vide qui se forme par sa conden-
sation en A y aspire de Teau par la soupape B.
La distribution de la vapeur est faite par un
gros tiroir-piston E, commandé par un petit
distributeur F, qui est actionné, au moyen de
leviers amplificateurs ILKNM, par les dilata-
tions et contractions de la longue tige G, fixée
au bas du réservoir A, de manière qu'elle
ferme la vapeur dès que sa chaleur a suffisam-
ment allongé A ; un petit tube O, avec clapet
de retenue, envoie un arrosage d'eau au com-
mencement de la condensation, pour l'activer;
on accède à la soupape B par le regard D, et
on lève l'appareil par le crochet Q. Ces pulso-
mètres se font de puissances variant deO"',500
à 5 mètres cubes par heure, élevés à 30 mètres,
avec réservoir A de 150 et 610 millimètres de
diamètre.

Fio. 176.

B. - LE GAZ AGIT PAR SA VITESSE

INJECTEURS ET EJfiCTEURS

Dans ces appareils, on utilise un jet fluide, jet de vapeur ou jet de liquide, animé
d'une grande vitesse pour élever, entraîner et refouler le liquide qu'il s'agit de
déplacer. Le principe reste le même pour ces deux classes d'appareils, avec cette
seule différence, que leurs noms mettent suffisamment en évidence, que les injecteurs
ont pour but d'introduire le liquide entraîné dans une enceinte déterminée, tandis
qu'au contraire les éjecteurs servent à faire sortir le liquide du récipient où il est
contenu.

Injeotenr Giffard. — C'est le type fondamental des appareils de cette série, et il
convient d'ajouter qu'utilisé comme pompe d'alimentation c'est une machine
presque parfaite, puisque la plus grande partie des calories emmagasinées dans la
vapeur sont utilisées, d'une part, pour transférer l'eau et, d'autre part, pour élever sa
température.

La figure 777 donne tous les détails de cet appareil, qui fut délicat à mettre au
point à l'origine.

LES POMPES. 29

450 POMPES EMPLOYANT GOMME FORCE MOTRICE L'ACTIOiN D'UN FLUIDE

^ S

; ^

•>•

1 r

1 33

a. Ch o.

LE FLUIDE MOTEUR EST UN GAZ

451

Voici comment il fonctionne : On commence par ouvrir le robinet de vapeur R et
le trop-plein ; la vapeur, traversant en vitesse la tuyère T et la chambre G, aspire
Tair du tuyau H, et la dépression qui en résulte fait bientôt monter le liquide dans la

chambre; à ce moment, la vapeur se condense et
le fluide mixte (eau et vapeur condensée), poussé
parla vapeur vive, traverse! orifice de la chambre
G et, pénétrant dans rajutage J, se rend à la
chaudière.

On règle alors len positions de la tuyère et
de Taiguille E; en marche normale, il ne sort pas
d'eau parle trop-plein, et Ton peut, par le regard
S, constater la netteté du jet liquide refoulé; il
faut avoir soin que l'inj acteur no s'échauffo pas
outre mesure, car on ne pourrait plus alors le
réamorcer*

Injectaurs Scharp et Stewart. — M. Mada-
met, inspecteur général du génie maritime, a
classé les injecteurs en trois catégories^ suivant
les condilions de leur emploi :

i"^ Injecteurs aspirants, pouvant fonctionner
à des pressions très variables à la chaudière ;

^'* Injeeteurî* non aspirants, pouvant de
même fonctionucr à des pressions très variables
à la chaudière ;

3° Injecteurs non aspirants, exigeant, pour
bien fonctionner, que la pression ne sorte pas des
Uinites bien déterminées et assez voisines*

MM. Scharp et Stewart ont construit trois

Fio. na, " Jojetieur aonaspinitttScAfrrjtJ-S^c/JiJflr^

types correspondant aux trois classe» que nous ve-
nons de citer.

La (Igure 778 nous montre un appareil répf>fi-
dant à la première catégorie. La tuyère est fixe;
seule, raiguille A peut être déplacée, et permet le réglage de la vapeur. Au con-
traire, la cheminée C est mobile par Tintermédiaire de la roue H, et glisse à frotte-

452 POMPES EMPLOYANT COMME FORGE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

ment doux à Tintérieur de la pièce fixe K et à Tintérieur du cône divergent D. Grâce
à cette mobilité de la cheminée, on peut régler Tafflux d'eau. Cet appareil n'a aucune
garniture intérieure, la vapeur ne peut pénétrer dans la chambre à eau sans passer
par la tuyère, ce qui est une garantie de bon fonctionnement.

La figure 779 représente un appareil de la deuxième catégorie. Comme ici, Tin-
jecteur n'a pas à aspirer ; Faiguille A du précédent modèle devient inutile et est
supprimée ; par contre, tous les autres dispositifs subsistent dans les mêmes conditions
et dans le même but.

Fio. 780. — Injecteurnon aspirant S/ia?7)-S/eioa7'/.

La figure 780 représente un type de la troisième catégorie. Dans ce cas,

comme on n'a plus besoin de régler (autrement qu'une

/CIN fois pour loutos) nt l'arrivée de vapeur ni 1 afflux de

Ftiau, rappareil devient extrêmement simple : Faiguille
S^ disparaît, ainsi que la mobilité de cbeminée. On place

seulement sur l'arrivée d'eau un robinet qui suffit au
réglage nécessite par les petites variations de pression
de la vapeur dans la chaudière,

Injecteur Sbaw. — L'injecleur Shaw {fi*j, 781) res-
semble uu typt^ Sliarp et Stewart par labsence d'ai-
guille et de la cheminée mobile. Le corps est en deux
parties, et les diJTérents ajutages sont venus de fonte
aveu elles. Le clapet de retenue est à charnière, et
enfin rarrivée de vapeur est obturée par un clapet b
demi la levée s'opère au moyen d'une tige C réunie par
une série de leviers à une commande à vis*

Fro. 781.

Injecteur Dickson. — Dans cet appareil [fig, 782), la cheminée C est fixe, Fai-

LE FLUIDE MOTEUR EST UN GAZ

453

^ille A est fixée à la tuyère T, qui seule est mobile au moyen de la manivelle P et
peut avancer en tournant dans la pièce tlletée K.

Ainsi construit, cet injecteur ne nécessite, pour sa ^

mise en marche, qu'une manœuvre au lieu de deux ; C^-
en effet, Taiguille A est creuse, et, lorsqu^on
ouvre le robinet de vapeur, celle-ci, en 1

passant par XX, traverse l'ai- \\^--

guille, chasse Pair de l'appareil ^rru^^v^Jj^^
et détermine l'afflux d'eau. Lors- ^

qu'on vient à agir sur la mani-
velle, on écarte la soupape S liée
à la tuyère de son siège RR' :
une plus grande quantité de va-
peur peut passer, et, en même
temps, la section de passage de
l'eau se rétrécit. L'appareil s'a-
morce alors.

Le seul inconvénient de ce
dispositif très simple, c'est la
communication possible de la
chambre à vapeur et de la chambre
à eau ; on compte sur la longueur
de la partie filetée pour l'éviter.

Fio. 782. — Injecteur Dickson,

Àrrii^êç^ d^^/rôidê^

Trcppluifi.

Fio. 783, 784 et 785.

454 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

Injecteur Gresham et Graven. — Dans le but de simpliGer le montage des injec-
teurs, MM. Gresham et Craven en ont imaginé un type {fig, 783 à 785), qui se fixe
directement sur le dôme de la chaudière par une bride ronde portant deux orifices,
Tun pourTarrivée de vapeur, l'autre pour le refoulement de Teau.

oc
s

Cette arrivée de vapeur V est commandée par une vis pointeau c?, tandis que
l'arrivée d'eau c est réglée par un robinet à boisseau h. Le trop-plein i est également

LE FLUIDE MOTEUR EST UN GAZ

4IS5

muni d'un robinet k que Ton peut fermer, en même temps que le refoulement, afin
d'envoyer la vapeur dans le réservoir d'alimentation pour y réchauffer Teau.

Cet injecteur est surtout employé sur les locomotives ; son installation directe
sur la chaudière présente en outre l'avantage de diminuer les chances de gelée, qui
sont à redouter avec les appareils placés sous le tablier.

Injecteur Rue. — Ici le réglage se fait entièrement au moyen d'un levier L agis-
sant sur un tube e (/î^. 786), jouant le rôle de la cheminée du Giffard, mais plus
complètement, comme on va le voir.

La tuyère c est fixe et sans aiguille ; les chambres aoib sont distinctes et réservées,
la première à l'aspiration, la seconde au trop-plein; cette dernière est ouverte ou
fermée par la soupape /*, et contient de plus un tuyau supplémentaire g d'admission
de vapeur {fig, 786 et 787).

Si donc on a de l'eau en charge, il suffit d'admettre la vapeur dans la tuyère
pour refouler cette eau au travers des tubes 6 et cf et de là à la chaudière. Si, au con-
traire, l'eau doit être aspirée, on réalise cette aspiration au moyen du tuyau g\ puis,
une fois qu'elle est obtenue, on règle l'appareil. Il est évident que, pour qu'il soit
bien réglé, il suffit que le trop-plein ne laisse échapper ni eau ni vapeur, et ce résul-
tat s'obtient en déplaçant le tube e au moyen du levier L, vers la tuyère c s'il y a des
excès de vapeur, vers le trop-plein s'il y a des excès d'eau.

Injeoteur Sellers. — La mise en train et le réglage de l'appareil s'obtiennent encore
par un simple levier A [fig, 788) ; mais, de plus, lorsque l'appareil est en marche, si

Fio. 788. — Injecteur Sellers.

la pression vient à varier dans la chaudière, l'injecteur se règle de lui-même auto-
matiquement.

A cet effet, le levier A agit sur la tige F par l'intermédiaire du manchon E, glis-

456

POMPES EMPLOYANT GOMME FORGE MOTRIGE L'AGTION D'UN FLUIDE

sant sur la tige G ; il porte, de plus, un anneau-taquet K dans lequel glisse à frotte-
ment doux la tige B, qui ouvre ou ferme la soupape de trop-plein M, suivant que le
taquet K vient heurter les butées C ou D de la tige B.

Ceci posé, pour mettre en marche Tappareil, déplaçons le levier de droite à
gauche ; nous déplaçons dans le même sens la tige F et le piston H qui y est fixé ; la
vapeur pénètre par Taiguille creuse, chasse Tair et aspire Teau ; en même temps, la
soupape M s'est ouverte. L'appareil ainsi mis en route, repoussons le levier vers la
droite, M se ferme; la vapeur, passant par la tuyère, chasse Teau de la chaudière,
et l'appareil est définitivement amorcé.

Le réglage automatique est réalisé grâce au piston I, véritable cheminée mobile
faisant varier Tafflux de vapeur. Supposons, en effet, que Tafflux d*eau soit trop
considérable, cette eau remplit la chambre, repousse le piston vers la gauche et
l'admission de vapeur se trouve réduite, diminuant ainsi la quantité d'eau injectée.
Si, au contraire, il y a manque d'eau, il se produit dans la chambre une dépression,
le piston se meut vers la droite, le passage de la vapeur est augmenté, et avec lui
le débit de l'appareil.

Injeoteurs Friedmann. — Ces injecteurs sont caractérisés par l'emploi de plu-
sieurs tuyères placées à la suite les unes des autres et destinées à diviser en plusieurs
veines liquides l'afflux d'eau. L'inventeur pense ainsi faciliter la condensation de la
vapeur et réaliser un amorçage plus rapide et un meilleur fonctionnement. Quoi qu'il
en soit, ces appareils fonctionnent bien et sont très en vogue en Autriche ; les types
principaux sont représentés par les figures 789, 790 et 791, empruntées à l'ouvrage de
Poillon.

/ |p«» ¥

irn/'e^ diax

Tr^Uifi. ^^^y^^i^^^^^^S^

Fio. 789. — Injecteur Friedmann non aspirant pour locomotives.

La figure 789 donne le dispositif adopté pour les machines locomotives ; comme
l'appareil est placé en contre-bas sur le tender, on a de Teau en charge, et l'injec-
teur, n'ayant pas à aspirer, n'a aucun organe mobile. La mise en route s'effectue en
ouvrant en grand les robinets U et R, de trop-plein et d'eau, ainsi que l'admission
de vapeur ; la purge faite, l'eau coule abondamment par le trop-plein, on étrangle
alors peu à peu le robinet R jusqu'à réglage complet.

La figure 790 est relative au type adopté pour les machines fixes ou marines ;

LE FLUIDE MOTEUR EST UN GAZ

457

c'est exactement le même principe, on a seulement une soupape de vapeur X et une
soupape qui vient automatiquement fermer le trop-plein U pour éviter éventuellement
les rentrées d'air dans Tappareil ; cet appareil fonctionne comme le précédent avec de
Teau en charge : il n'aspire pas.

Fio. 790. — Injecteur FHedmann pour machines flxes.

FiG. 791. — Injecteur Friedmann aspirant.

La figure 79() montre un dispositif d'injecleur aspirant perfectionné ; nous y
retrouvons Taiguille mobile A servant à la mise en route de l'appareil et le robinet R
de réglage de Teau.

Enfin la figure 791 donne la disposition d'un injecteur Friedmann aspirant,
série T, combiné pour être appliqué directement sur les chaudières des locomotives.

458 POMPES EMPLOYANT GOMME FORGE MOTRIGE l/AGTION D'UN FLUIDE

L'arrivée de vapeur est commandée par un clapet analogue à celui de Pinjecleur
Sellers. La mise en marche s'obtient en ouvrant le robinet f d'arrivée d'eau, puis la

Fio. 792. — Injecteur Friedmann^ série T.

première prise de vapeur commandée par le volant r ; enfin, on ouvre la tuyère de
vapeur a en soulevant le clapet avec un levier articulé.

Injeoteur Pattinson. — C'est un injecteur aspirant qui a la forme d'un robinet à
boisseau et qui se manœuvre d'une manière anaîogue. 11 présente cette particularité,

caractéristique des injecteurs doubles,
que l'aspiration et le refoulement s'opè-
rent par deux séries différentes d'aju-
tage dont les axes ne sont pas en pro-
longement.

La figure 793 le montre en vue
extérieure ; f^ ^st la clé de commande
et les tracés ponctués indiquent les po-
sitions successives qu'elle occupe au
moment de la mise en train.

L'arrivée de vapeur se fait par la

tubulure a {fig, 794) et celle de l'eau

par a^. L'aspirateur se compose de

deux ajutages <7, G, et la partie refoulante des deux ajutages h et H. Le trop-plein

est indiqué par la lettre E.

Fig. 793.

LE FLUIDE MOTEUR EST UN GAZ

459

La coupe de la figure 79i représente l'appareil au repos, et les trois coupes des
figures 796 à 798 du boisseau F montrent les différentes positions correspondantes à
celle de la clé figurées en ponctué sur la vue extérieure.

Fio. 794 et "î95.

Dans la première, la vapeur suit le chemin aa^f^bB et aspire Teau en a, C, par
son passage en ^G. L'évacuation au trop-plein se fait par df^eE. Dans la deuxième
position, /^ fait communiquer E avec I et le sépare de D en obstruant d ; la vapeur

FiG. 796, -797 et 798.

sous pression, qui peut se trouver derrière le clapet de refoulement en DI, s'échappe
alors par le trop-plein en suivant le chemin if^eE, Enfin, dans la dernière position,
qui est celle de l'ouverture maximum, l'entrée de vapeur a^ est complètement démas-
quée. 11 se forme alors deux jets, dont l'un aa^f^BgG provoque l'aspiration, et l'autre
aa^f^d^hll le refoulement.

Injecteurs à vapeur d'échappement. — Ces appareils, inventés par MM. Hamer,
Milcate et Davies, utilisent pour l'alimentation des chaudières à vapeur d'échappe-
ment. 11 paraît paradoxal, au premier abord, de vouloir refouler de l'eau dans une
chaudière sous pression au moyen de vapeur dont la pression est notablement infé-
rieure à celle de cette chaudière. Pourtant, il en est bien ainsi, et les inventeurs font
observer que la vapeur à la pression atmosphérique débouchant dans le vide y aurait

460

POMPES EMPLOYANT GOMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

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une vitesse de 575"',50, alors que de la vapeur à 7 kilogrammes débouchant dans
Tatmosphère n'y aurait' qu'une vitesse, presque égale, de 575", 80; la vapeur d'échap-
pement débouchant dans un vide partiel
peut donc y acquérir la vitesse requise
pour le fonctionnement de l'appareil.

Le dispositif (fig. 799) comporte un
cône a et une aiguille pleine 6, fixes
tous deux : la vapeur d'échappement
arrive dans Tespace annulaire qu'ils for-
ment. L'eau arrive par B, la condensa-
tion se produit. Tant que le vide n'est
pas suffisant, le clapet mobile du cône C
s*écarte, et l'eau s'écoule par le trop-plein
disposé en siphon pour éviter les rentrées
d'air. Dès que le vide est suffisant, le cla-
pet reprend sa position, et le liquide,
guidé par le cône C, pénètre dans le
tuyau divergent D et va alimenter en R
la chaudière.

La cloche inférieure, la pièce d et le
cône C sont réunis par des filetages, et
l'on peut, en déplaçant tout cet ensemble,
s'approcher plus ou moins de la tuyère a
et régler ainsi l'appareil. La condensa-
tion ainsi réalisée d'une plus ou moins
grande partie de la vapeur d'échappe-
ment présente un avantage au point de
vue du fonctionnement même de la ma-
chine à vapeur: elle diminue et annule même quelquefois la contre-pression sur la
face arrière du piston. Les diagrammes {fig. 800 et 801)
pris le premier pendant l'arrêt de l'injecteur, le second
pendant son fonctionnement, mettent ce fait très net-
tement en évidence.

L'avantage économique que présente cet appareil
est malheureusement contre-balancé par l'introduction
dans la chaudière de l'huile de graissage des cylindres
entraînés par la vapeur. On peut remédier à cet in-
convénient en faisant passer la vapeur dans un épura-
teur ; mais l'addition de ce nouvel appareil est une
cause de diminution de rendement et augmente le prix
de l'installation.

Fio

199. — Injecteur d'échappement Hamer,
Melcale et Davies.

' \ = : î • '

Injecteur universel Kœrting. — Nous avons va à Kio. 800 et soi.

quelles sujétions étaient soumis les injecteurs ordi-
naires ; la première de toutes est la nécessité absolue d'avoir un vide suffisant
dans la chambre du mélange. Or ce vide dépend d'une foule d'éléments parmi les-

LE FLUIDE MOTEUR EST UN GAZ

461

quels deux surtout importants : la tension de la ^vapeur et la température de Teau.

Si la tension de la vapeur change, le vide est mo-
difié ; il est donc nécessaire de faire un réglage nou-
veau, et nous avons vu que quelques dispositifs Topè-
rent automatiquement.

Si la température de l'eau varie, le vide cbaiige
également; mais il y a plus, car la température de
Feau ne peut guère dépasser 40* sans que la tempé-
rature du mélange n'atteigne 90* à ItK)", ren-
dant ainsi la marche de Tinjecteur impossible.
C'est là un grave inconvénient, puisqu an doit
renoncer à réchauffer l'eau d'alimentiUian au
moyen des chaleurs perdues.

L'injecteur Kœrting [fig, 802) permet
d'employer de l'eau à toutes températures,
jusque vers 70*, et le réglage, en cas de varia-
tions de pression, s'y fait automatique ni en L A
cet effet, il comporte deux injecteurs placés
côte à côte et alimentés par la même vapeur :
le premier aspire l'eau et la fournit au second ;
ce dernier la refoule dans la chaudière. On voit
qu'ainsi la quantité de vapeur en conlacl avec
un volume d eau déterminé dans le premier în-
jecteur n'est qu'une fraction de celle qui sera,
au total, nécessaire pour assurer le déplace-
ment complet de ce volume d'eau ; do sorte
que, le réchauffement de l'eau, dans ce premier
injecteur, étant beaucoup plus
faible, l'eau peut y être admise
beaucoup plus chaude. Dans le
second injecteur, l'eau arrive en
charge ; il n'aspire donc pas, et
la température de l'eau est indif-
férente.

Au point de vue du réglage,
on voit que plus la pression de
la vapeur est grande, plus est
grande par suite la pression de
l'eau, ce qui assure un fonction-
nement satisfaisant.

Éjecteur Morton. -- C'est un
condenseur ; l'eau froide arrive
par la tuyère centrale {Jig, 803)
et la vapeur d'échappement par
une série de buses concentriques

Fio. 802. — Injecteur universel Kœrting.
B, arbre excentré mobile du dehors au moyen d'un levier.
— 0, balancier commandé par cet arbre. — V, V,, sou-
papes de vapeur qui en dépendent. — D, D,, tu^'cres des
deux injecteurs voisins. — H, arrivée de vapeur. —
J, arrivée de l'eau. — E, L, robinet de mise en inarrhe
et évacuation de l'eau pendant cette opération (corres-
pondant au trop-plein). — JEMNFCK, chemin parcoucu
par l'eau dans l'injecteur.

462

POMPES EMPLOYANT COMME FORGE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

extérieures à celle-ci. Pour mettre en train, on envoie par l'aiguille creuse un jet de
vapeur vive qui amorce l'appareil, après quoi la vitesse de
Teau ne saurait diminuer, puisque la pression de la vapeur
d'échappement tombe dans les buses, faisant ainsi dépression.
Le professeur Rankine a fait, en 1868, des essais sur
cet appareil. En voici les résultats .

Pression absolue à la chaudière 3''*^,247

Pression absolue au commencement de Téchappe-

ment 0^^,756

Pression moyenne entretenue derrière les pistons

grâce au conducteur 0^^,299

Pression près des buses C'^SIO

Température de l'eau de condensation 30°,3

Poids de l'eau dépensée par kilogramme de vapeur 28''^,4

Éjecte- condenseur
Horton et Thomson. —

La figure 804 représente
un appareil qui fut ad-
joint comme condenseur
à une pompe à action di-
recte : l'eau passait dans
le condenseur avant d'ar-
river dans le corps de

pompe; on peut réaliser FiG.803.-Éjecteur.Wor^o/i.
ainsi, surtout avec une

machine à action directe simple, une économie
assez considérable.

L'afflux d'eau est déterminé en soulevant

FiG. 804. — Éjectcur Morlon-Thomson,

Taiguille A, la vapeur d'échappement est entraînée et condensée, et la dépression

LE FLUIDE MOTEUR EST UN GAZ

463

s'établit dans le condenseur et dans Téchappement de la machine. La figure 805
donne le diagramme pris sur le cylindre à vapeur de la pompe essayée.

Éjecteur Friedmaxm. — C'est un appareil spécialement destiné à Tasséchement
des cales de navires. Il doit pouvoir fonctionner à très faible pression et déplacer un
très fort volume d'eau. A cet eifet, l'inventeur a multiplié les buses concentriques
{fig. 806) par lesquelles passe l'eau aspirée.

Fio. 806. — Éjecteur Fnedmaiin.

Une crépine P retient les matières solides et l'appareil peut fonctionner entière-
ment noyé ; si Ton veut nettoyer la crépine, il suffit, l'arrivée de vapeur M restant
ouverte, de fermer au moyen du levier V et du clapet L, la colonne de refoulement :
la vapeur s'échappe alors par les trous de la crépine et la nettoie rapidement.

Cet appareil peut fonctionner avec une pression faible, 1/2 kilogramme par
exemple.

Essais d'injeoteurs. — Les premiers essais sérieux d'injecteurs furent faits lors
de l'apparition de ces appareils pour déterminer si, pour Talimentalion des chau-
dières de locomotives, il y avait avantage à se servir de pompes ou d'injecteurs.
Ces expériences furent faites, notamment en 1860, aux ateliers d'Epernay, pour le
compte de la Compagnie des Chemins de fer de l'Est. Le seul injecteur éprouvé était
le GifTard. Pour cela, on leva une locomotive Crampton au-dessus de la voie, de
façon à faire fonctionner le mécanisme sur place. On releva la quantité d'eau vapo-
risée et le poids de combustible brûlé pendant la marche, la machine étant alimentée :
1** avec les pompes seules; 2<» avec le GifTard seul. On obtint les résultats suivants :

Avec les pompes : 1 kilogramme de coke vaporisa 7^«,355 d'eau

Avec l'injecteur : 1 — — 8^«,395 —

464

POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D^N FLUIDE

L'injecteur permettait donc de réaliser 13,3 0/0 d'économie.

En 1899, M. Desgeans, ingénieur des mêmes ateliers, a exécuté une série
d'essais ayant pour but de déterminer :

1* Le débit maximum de l'injecteur correspondant à l'ouverture complète des
robinets de prise d'eau et de vapeur;

.'AWTs : ttr.vjsatt 1 1 t:vaT«.-.c rx.-.-.itt c ff»%urr«Kvvss: scâ

1. Robinet de prise de vapeur des injecteurs. —
2. Tuyau. — 3. Injecteur. — 4. Tuyau de trop-
plein. — 5. Tuyau d'aspiration. — 6. Seau pour
mesurer la perte au trop-plein. — 1. Bâche d'ali-
mentation. — 8. Tuyau d'alimentation de la
bâche. — 9. Prise d'eau. — 10. Tuyau de réchauf-
fage de l'eau dans la bâche. — 11. Robinet de
prise de vapeur. — 12. Manomètre. — 13. Tuyau
de prise de vapeur du manomètre. — 14. Mano-
mètre. — 15. Flotteur. — 16. Règle graduée. —

17. Curseur indiquant la quantité d'eau aspirée. —

18. Appareil indicateur de la température de l'eau
d'alimentation. — 19. Robinet de vidange. — 20.
Tuyau de vidange. — 21. Conduite allant à Tégout.

^•^..J?^Ï;^v.-'^'

Fio. 807 et 808. — Disposition des appareils d'essai.

2° Le débit minimum obtenu en fermant graduellement les robinets d'eau et de
vapeur jusqu'au moment où commence le désamorçage;

3® La perte au trop-plein au moment de Tamorçage ;

4® La température maxima de Teau d'alimentation permettant encore le fonc-
tionnement avec une perte inférieure à 2 litres par minute au trop-plein.

LE FLUIDE MOTEUR EST UN GAZ

465

Nous extrayons ce qui va suivre d'une note publiée par M. Desgeans dans la
Revue de Mécanique :

Les figures 807 et 808 montrent comment étaient installés la locomotive et le tender
servant aux expériences. Un bac d'aspiration mnni d'un indicateur de niveau à large

Légende.

T)ricdmar*ji ncn aspirant Ftîcâmênn T.
Giffard Driedmann H .

'% t, -- SoJJers Fricdmann )^ ferfectionni ♦-♦-,.. 4.. ♦-♦ -^Z

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..Gresham

200

Pressons en Kil9! 3

Fio. 809. — Injecteurs de 9 millimètres. Débits maxima et minima en litres par minute.
Température de Teau d al i mental ion, 20*.

200

flotteur permettait de mesurer la quantité d'eau refoulée par chaque appareil, en
même temps qu'on pouvait lire sur un manomètre la pression de la vapeur.

Une prise de vapeur permettait le réchauffage de l'eau pour les essais de la

LES POMPES.

466 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UNiFLUIDE

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LE FLUIDE MOTEUR EST UN GAZ

467

quatrième catégorie, et un robinet de vidange permettait de vider la chaudière pour
obtenir un niveau constant et suffisamment bas pour n'opérer que sur de la vapeur
sèche.

Les expériences ont porté sur les appareils suivants, dont nous avons donné la
description : Friedmann non aspirant, Giffard, Sellers, Gresham, Friedmann T,
Friedmann H et Friedmann H perrectionné.

Le diagramme le plus intéressant {fig. 809) est celui des débits maxima et
minima en litres par minute, obtenu avec de Teau d'alimentation à 20^. Le volume
d'eau évacué par le trop-plein était mesuré et déduit de celui sorti du bac. Ces débits
sont très variables avec les pressions : le Friedmann non aspirant semble avoir son
maximum (161 litres par minute) à une pression de 11 kilogrammes à la chaudière;
de plus, on voit que tous ces appareils sont d'un fonctionnement assez élastique; par
un réglage convenable de prises d'eau et de vapeur, on obtient des débits assez
différents pour un même injecteur.

Enfin le tableau ci-dessus du même auteur montre les avantages et les incon*
vénients des mômes appareils observés pendant le service normal.

LE GAZ AGIT PAR MÉLANGE ET ENTRAINEMENT

EMULSBURS

Les émulseurs sont fondés sur l'observation suivante : si, à la partie inférieure de
la grande branche d'un tube en V à branches inégales [flg. 810), on envoie un jet d'air
comprimé, cet air se divise et émulsionne le liquide, c'est-à-dire qu'il se forme un
mélange de bulles d'air et de liquide dont la densité est telle que le liquide émul-
sionne monte dans le tube à une hau-

AUmeniaUorv d'eatb

teur à peu près double de celle de la
colonne primitive au-dessus de l'arri-
vée d'air.

On voit que, si on détermine une
arrivée régulière d'eau par la petite
branche, on pourra élever facilement
cette eau dans le réservoir supérieur.

Les figures 811, 812 et 813 don-
nent les dispositions des appareils très
simples de MM. Laurent et Zam-
beaux.

L'émnlseur refoulant Laurent, re-
présenté sur la figure 812, permet d'éle-
ver, au moyen d'une installation rudi-
mentaire et rapide, des liquides déjà
emmagasinés à une certaine hauteur. La figure se passe de commentaires.

Lorsque le liquide à élever est au niveau du sol, on adopte une disposition un
peu différente [fig^ 811) dans laquelle interviennent trois tubes concentriques. Le

Arripit d'air

FiG. 810.

468 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

tube extérieur reçoit Teau à élever, le tube intermédiaire sert au refoulement, le tube
central amène Pair comprimé.

Dans rémulseur aspirant de Zambeaux [fig, 813), c'est Tair atmosphérique, appelé
par une aspiration artificiellement créée en un autre point, qui émulsionne le
liquide et détermine son ascension. La figure est très claire et le fonctionnement se

■*x

kJ^

Air

FiG. 811. — Émulseur Laurent. Fie. 812. — Émulseur /^awrcn^ Fio. 813.— Émulseur Zam^eauj:.

comprend de lui-même; l'aspiration est faite au moyen d'une sorte de trompe à
vapeur; on voit que, si Ton arrivait à faire le vide absolu dans le récipient supérieur, le
liquide monterait, une fois émulsionne, à une hauteur presque double de la hauteur
barométrique : c'est là un maximum évident.

Émulseur Pohlé. — Cet appareil, dont on trouve la description dans le Scientific
American Supplément d'août 1895, est des plus simples. Il a été introduit au Canada
parla « IngersoU-Sergeant Drill Company », de Montréal, et est destiné principale-
ment au pompage de puits profonds.

L'inventeur présente, comme le montre d'ailleurs volontairement la figure 814,
une théorie particulière du fonctionnement de l'appareil. Il admet Valternance de
couches d'air et de liquide, et ce sont, d'après lui, les « pistons d'air » ainsi formés
qui, grâce à leur force expansive , font monter le liquide. « Comme, dit-il, les couches
d'air supportent, au fur et à mesure de leur ascension, une pression de moins en

LE FLUIDE MOTEUR EST UN GAZ

469

moins grande, elles se dilatent en montant et, au dégorgeoir, la pression de Tair est
égale à la pression atmosphérique. C'est donc, ajoute Fauteur, une machine à
expansion parfaite ! »

Sans être optimiste, on
peut constater la réelle sim-
plicité de cette installation
et sa commodité, si on avait
à desservir plusieurs puits
voisins au moyen d'une uni-
que station d'air comprimé.

L'émulseur Pohlé don-
nerait, à partir du réservoir
d'air comprimé, une effica-
cité de 80 à 90 0/0 et, dans
des conditions favorables
quant aux diamètres des
tuyaux, on pourrait élever à

<^.<t

Pio. 814. — ÉmuUeur Pohle,

plus de 30 mètres 4.500 mètres cubes d-eau avec une dé-
pense de 4 tonne et demie de bon charbon.

Profitons de ces données pour établir le rendement
mécanique absolu de l'emploi de la houille pour élever
l'eau au moyen d'un semblable appareil, l^a combustion de
1 kilogramme de bon charbon dégage environ 7.000 calo-
ries; pour 1 tonne et demie, nous avons en énergie dispo-
nible 10 millions de calories, chiffres ronds, soit 280 mil-
lions de kilogrammètres. Or le travail utile en eau montée
(4.500 mètres cubes à 30 mètres] ne s'élève qu'à 135 mil-
lions de kilogrammètres, soit un rendement définitif de
3 0/0 environ.

FiG. 815.
Émulseur Chapman.

Ëmulseur CSiapman. — La figure 815 montre la dispo-
sition de cet appareil. Signalons seulement un éjecteur
très simple, placé à l'extrémité inférieure du tuyau d'air comprimé et ayant pour but

470 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE l/ACTION D'UN FLUIDE

de diriger convenablement cet air. Notons aussi qu'à la partie supérieure, sur le re-
foulement, se trouve un séparateur dans lequel arrive le liquide émulsionné. L'eau
coule à la partie inférieure avec les graviers et autres corps solides, Tair s'échappe
par la partie supérieure, entraînant, s'il y en a, les gaz plus ou moins délétères qui
auraient pu être entraînés.

Brevet de la Pneumatic Engineering Company. — a) La figure 816 donne une
disposition dans laquelle Tair comprimé agit seulement par sa pression et comme un
piston fluide. Sur le tubage proprement dit A, on peut fixer un chapeau B, qui s'ap-
plique hermétiquement grâce à sa forme et à Temploi du presse-étoupe C. Sur ce
chapeau vient se fixer, par l'intermédiaire du manchon d'assemblage ft®, un tube D,
de même diamètre que A, et fermé à sa partie supérieure par le couvercle d. Ce der-
nier est muni d'un orifice central d^ et d'une collerette a**,
sur laquelle vient se fixer le tuyau E^ de refoulement d'eau.
Par cet orifice d* passe le tube central E, qui descend jus-
qu'à la nappe d'eau et y plonge à une profondeur convenable.

L'air comprimé arrive du compresseur par le tuyau F,
qui traverse le tambour F^ ; à l'intérieur du tambour, le
tuyau F est muni d'un orifice f et d'un déflecteur /", de

FiG. 816 et 817. — Ëmulseurs de la Pneumatic Engineering C*.

sorte que l'huile qui pourrait être entraînée par l'air comprimé est arrêtée et vient
se réunir dans le tambour.

L'air comprimé pénètre dans le puits par rf3, exerce sa pression sur tout l'es-
pace annulaire, et détermine l'ascension de l'eau dans le tube central.

b) L'appareil représenté par la figure 817 utiliseles deux effets de l'air comprimé:

LE FLUIDE MOTEUR EST UN GAZ

471

la pression et rémulsion. Le tubage du puits A est disposé toujours de même, le
chapeau B' est ici vissé sur ce tubage et il porte le tuyau F d'arrivée d'air comprimé,
ainsi que le tuyau E de refoulement d*eau. Ce tuyau, maintenu par la collerette ô^,
descend au fond du puits, plonge dans le liquide, et est muni d'une sorte de cré«
pine E* ; à sa partie supérieure, il reçoit le tuyau de décharge E*, en dessus duquel
il est fermé par un couvercle e*, à tubulure centrale.

Cette tubulure et la collerette e^ laissent passer et maintiennent le tube G ali-
menté d'air comprimé par y^ et percé en différents points de sa hauteur de trous
//^ï Q^^9^' Dans ce tube peuvent se mouvoir par le moyen de la roue à main A^ des
pistons H, H*, H^, sortes de manchons creux venant obturer ou découvrir les ovi-

fices<7^ <7^ ^^.

On conçoit que, d'une part, la pression de l'air sur la couronne extérieure déter-
minera l'ascension du liquide et que, d'autre part, le tube H permettant d'émulsion-
ner le liquide dans le tube de refoulement, on pourra obtenir un débit plus rapide
et une plus grande hauteur de refoulement. Les pistons H, H^, H^ ont pour but de régler
le ou les points d'arrivée d'air comprimé dans la colonne de refoulement, afm d'ap-
proprier leur niveau au but à atteindre.

Fio. 818 et 819.

FiG. 820.

c) Les figures 818 et 819 sont relatives aux installations nécessaires pour forcer
le refoulement de l'eau d'une couche aquifère profonde. Dans la première disposition,
par exemple {flg, 818), un tubage A est poussé jusque dans la couche aquifère S, où
se trouve le tube d'entrée E^. Autour de ce tubage, se trouvent les tubes P, mis en
communication par ;)* et p^ avec un compresseur d'air ou un réservoir d'air com-
primé, et exerçant sur la couche S, par les tuyaux de sortie p, une pression qui fera

472 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

monter Teau dans A. D'ailleurs, on peut faciliter cette ascension au moyen d'un petit
tube d'air comprimé m,

La seconde disposition {fig. 819), plus importante, mais procédant du même prin-
cipe, comporte 4 tubages à eau et un seul tube de compression d'air P. Celle de la
figure 820 a 4 tubes à air comprimé k, groupés sur une conduite générale k^.

Il est bien certain que l'application de cette méthode exige de l'air comprimé à
une pression supérieure à celle théoriquement nécessaire pour équilibrer statique-
ment la colonne de liquide. C'est ainsi, par exemple, que les inventeurs admettent
qu'il faut de l'air à 8''«,5 environ pour élever l'eau dans un puits profond de 65 mètres
environ.

Brevets Bacon. — Ces brevets ont été pris en vue surtout de régulariser l'afllux
d'air comprimé destiné à émulsionner le liquide à élever. Il me suffira d'indiquer
rapidement les dispositions qu'il préconise.

Dans celle représentée par la figure 821, le réservoir d'air comprimé générale-
ment intercalé entre la pompe et le tuyau d'émulsion est supprimé : c'est l'espace

Pio. 821. — Émulseur Bacon,

Fio: 822 et 823.

Fio. 824 à 826. — Émulseur Bacon.

compris entre le revêtement intérieur du puits et le tuyau de refoulement qui en fait
l'office. On remarquera les grandes dimensions du tuyau de refoulement, dans lequel
l'air comprimé pénètre directement par la partie inférieure. Ajoutons que, dans le cas
où il pourrait être utile d'introduire de l'air comprimé en un point intermédiaire de la
colonne C, une vanne (3) est ménagée sur la périphérie de cette colonne [fig. 822
et 823) et peut être manœavrée du dehors par le moyen de la tringle 5.

LE FLUIDE MOTEUR EST UN GAZ

473

Dans la disposition suivante [fig, 824), au contraire, un réservoir d'air com-
primé est soigneusement réservé et placé àla partie inférieure du tube de refoulement.
Ainsi A est le puits tube convenablement, B est la colonne de refoulement, C le
tuyau crépine plongeant dans le liquide, et D le réservoir d'air en question.

L*air comprimé arrivant dans le récipient D par le tube F en sort par le tube G,
pour pénétrer dans le tuyau C et déterminer l'émulsion et Tascension du liquide.

Lorsqu'on veut introduire de l'air comprimé en divers points intermédiaires de
la colonne B, on utilise les tuyaux II alimentés comme le tuyau F.

Les figures 825 et 826, qui représentent des sections suivant les lignes 2-2 et
3-3, complètent la description.

Brevet Ghuroh. — L'inventeur s'est proposé d'augmenter la capacité et de faci-
liter le contrôle à la manœuvre des émulseurs. Il admet que le compresseur est relié
directement au tube d'émulsion et, s'il ne cherche pas à atténuer ni à supprimer les
pulsations qui en résultent, il s'efforce de régulariser et de réglementer les afflux suc-
cessifs d'air et d'eau dans la colonne de refoulement.

Fio. 827. — Émulseur Church,

Fig. 828. — Émulseur Church,

Reportons-nous aux figures 827 et 828 : D est le tuyau de refoulement, terminé
par un évasement D', et portant, un peu au-dessus du niveau de l'eau dans le puits,
une ouverture D^, commandée par un clapet D* (/^^. 829) mis en œuvre par les leviers
D'* et D®. La mission de celte ouverture est de faciliter la mise en marche de l'appa-
reil en permettant au liquide de s'échapper en ce point ou de servir de passage secon-

474

POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION DXN FLUIDE

daire si, pour une raison quelconque, on ne veut pas faire monter le liquide dans le
tuyau.

Le tuyau D est prolongé par un fourreau E, de même direction et de plus grand
diamètre, qui porte le dégorgeoir F, amenant le liquide dans le récipient G.

Enfin le tuyau d'air comprimé I, relié au compresseur, aboutit à la partie supé-
rieure de D par le coude J.

Tout ceci est usuel et n'offre pas de particularités; mais l'inventeur a voulu, en
outre, en régularisant et réglant automatiquement les afflux d'air etd*eau, être abso-
lument maître d'envoyer le liquide à une hauteur aussi grande qu'il est désiré ou (si
on l'élève à faible hauteur) sous une pression aussi forte qu'on veut.

A cet effet, le puits est fermé par un diaphragme K, percé d'une ouverture K',

sur laquelle repose la soupape L, qui com-
mande ainsi le cours de l'eau et par suite la
pression statique en D'. Cette soupape doit
s'ouvrir lorsque l'eau pénètre dans D, et se
fermer lorsque l'air y afflue à son tour. Ce
mouvement a été rendu automatique, comme
on va voir.

Lorsque le cran O' du levier O laisse
échapper le taquet M', l'ensemble constitué
par la soupape L, les leviers et bielles L', M,
N, N' et le contrepoids V peut se mettre en
mouvement.

L'échappement et la mise en prise de ce
cran 0' sont automatiquement obtenus grâce
à la tige P, liée au piston Q' mobile dans le
cylindre Q, qui porte les doigts saillants P^ et
P*, P^ ayant justement pour mission de soule-
ver le levier 0 et de dégager O'. Le système
ti\]'Q^ fait commander par les organes de la
soupape L elle-même la distribution Q^ qui ac-
tionne le piston Q : ainsi, un simple réglage
assurera le déplacement automatique de la
soupape L.

De même l'arrivée d'air comprimé est ré-
glée par les déplacements de la soupape W
{/îg, 828), dont la tige est fixée au piston T'
d'un cylindre T. La distribution T', qui actionne ce piston T, est commandée par le
levier Y, mobile autour de l'axe t?, et mis en mouvement par le doigt P' delà tige P.
On voit que M. Church, loin de chercher à éviter les pulsations et l'intermit-
tence due au fonctionnement alternatif du compresseur, a voulu, au contraire, obte-
nir dans la colonne de refoulement non plus une émulsion proprement dite, mais un
entraînement de colonnes d'eau par des pistons d'air comprimé.

Pour achever de régler la course du piston Q et de la tige P, et compléter la
régularisation des admissions d'air et de liquide, la tige P est prolongée au delà du
piston Q et porte un piston R mobile dans le cylindre R. Les compartiments R, R',

FiG. 829. — Émulseur Church.

LE FLUIDE MOTEUH EST UN GAZ

475

R^ contiennent un liquide quelconque, dont le déplacement plus ou moins aisé (sui-
vant la disposition des valves R*, R"', R®) constitue un mode de réglage très commode.

Les figures 827 et 828 sont relatives au cas
le plus habituel d'un puits ou d'une cuve enfoncés
dans le sol. La figure 829 donne la disposition
adoptée pour une cuve placée au-dessus du sol.

Pompe Mammouth. — Ce dispositif [fig, 830),
récemment breveté par la Compagnie parisienne
de TÂir comprimé, est un émulseur des plus
simples ; je le signale donc seulement pour ses ap-
plications.

Il peut, justement à cause de son extrême
simplicité, servir à élever indifféremment deTeau,
de la boue, du sable, des graviers en suspen-
sion, etc. Le rendement en eau qu'on peut de-
mander à un puits foré de dimensions données
est supérieur à celui obtenu par les autres sys-
tèmes. Par exemple [Revue Technique de dé-
cembre 1897], les débits seraient de:

Pour un puits foré de 150 millimètres ....

— 200 millimètres ....

— 250 millimètres . .

— 300 millimètres . .

FiG. 830. — Pompe Mammouth.

270 à 290 litres par minute

550 à 3.000 —

l.iOO à 4.000 —

3.200 à 5.400 —

suivant le rendement même du puits.

Pour élever l'eau de 5 à 15 mètres, il faut 1"S5 à 2"*, 5 d'air atmosphérique par
litre d'eau élevé, cet air étant comprimé à une pression fixée par les conditions d'ins-
tallation de la pompe.

Notons un abaissement de la température de l'eau par suite de la détente de l'air,
une oxydation et un dépôt postérieur de sels ou substances oxydables contenues dans
l'eau, l'impossibilité, en hiver, de voir l'eau geler dans les tuyaux pendant les arrêts
de la pompe, puisque alors il n'y a plus d'eau dans ceux-ci.

Ce système, apte à élever aussi bien l'eau douce que l'eau de mer, et même le
pétrole, a été adopté dans les usines Deutsch, Solvay, aux magasins du Louvre, à la
Compagnie continentale Edison, etc.

Émulseur de la Pneomatic Engineering G^. — Cet appareil est surtout remar-
quable parla position de son distributeur qui permet de supprimer le réservoir d'air
sous pression, nécessaire dans presque toutes les autres installations.

La figure schématique 831 montre une installation complète. Le compresseur
d'air est une pompe à double effet ordinaire munie de deux conduites sur lesquelles
se trouve le robinet qui assure la distribution en tournant en temps voulu d'un quart
de tour. Au-dessus du niveau de l'eau à élever se trouvent les deux réservoirs, dans
les couvercles desquels débouchent les conduites d'air, et ayant à la partie inférieure

476 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

un conduit qui peut, au moyen d'un jeu de soupapes, communiquer avec Taspiralion
ou le refoulement.

C0/^PJ9£S50£

T=^

yi/ATER

I I
I I

I I

\ 1

Fio. 831.

Supposons Tappareil en marche : le piston du compresseur allant vers la gauche
comprime Pair qu'il a devant lui ; la soupape 1 s'élève et la pression fait passer une
partie de Teau du réservoir A dans le refoulement D ; pendant ce temps, de l'autre

LE FLUIDE MOTEUR EST UN GAZ

477

côté du piston, il y a eu aspiration, les soupapes 4 et 8 se sont levées et une nouvelle
quantité d'eau est montée en B.

Lorsque le piston ira de gauche à droite, Taspiration continuera par 3 et 8 dans B,
en môme temps que la compression etle refoulement se feront par 2 et 5 de l'autre côté.

La marche continuera ainsi jusqu'au moment où B sera plein et A vide, époque à
laquelle un flotteur contenu dans B établira par contact électrique le mouvement
du robinet distributeur ou « aiguille automatique », comme l'appelle l'inventeur. A
partir de ce moment, l'aspiration se fera dans A et le refoulement dans B.

Un seul compresseur peut desservir plusieurs émulseurs situés à une certaine
distance les uns des autres et à des niveaux différents.

Une modification a été apportée à la commande du robinet distributeur ; on est
arrivé par expérience à compter le temps nécessaire pour remplir ou vider les réser-
voirs A etB par rapport à la vitesse de la machine, et on a construit une commande
par came pour obtenir le changement de marche en temps voulu.

Une machine de ce genre peut refouler 450 litres d'eau par minute à 15â mètres
de hauteur avec un rendement de 85 0/0.

Les seules pertes sont dues aux frottements de l'air et de l'eau dans les conduites ;
on les évalue à 15 à 20 0/0.

Émulseur Ourozoi. — L'installation Durozoi pour l'élévation de l'eau au moyen
de l'air comprimé comprend, comme toutes celles de ce genre : i^le compresseur ;
2"* le distributeur; 3** l'émulseur proprement dit.

L'appareil compresseur d'air
peut être de deux sortes suivant
qu'il est mû par engrenages
commandés par une machine à va-
peur, et alors il est horizontal, ou
suivant qu'il est commandé par une
roue à vent placée en haut d'une tour
ou d'un pylône, et alors il est ver-
tical.

Le compresseur d'air horizontal
[fig. 832 et 833) se compose de deux
pompes aspirantes et foulantes ca-
lées à 90** sur le même arbre, et
dont les cylindres sont en communi-
cation avec des réservoirs V et V
contenant de l'eau et ayant à leur
partie supérieure chacun deux sou-
papes: une d'aspiration en relation
avec l'extérieur, l'autre de refoule-
ment en communication avec un ré-
servoir ou poche intermédiaire d'air fio. 832 et 833.
comprimé.

Le fonctionnement est simple : à chaque course il y a aspiration dans V où V et
refoulement dans la conduite.

478 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

Les figures 834 à 836 donnent les détails de la construction et du fonctionnement
du moteur à vent destiné à commander le compresseur vertical.

L'appareil vertical demandait une étude spéciale, étant donné qu'il doit être
muni d'une très longue tige de piston qui par conséquent travaille mal à la compression.
M. Durozoi a ingénieusement tourné la difficulté en décomposant comme suit la
compression en deux temps. La figure 837 montre l'appareil, d'ailleurs très simple,
et dont voici le fonctionnement : dans la course de haut en bas, le piston P comprime
dans l'espace situé au-dessus du petit piston p l'air qui a été aspiré dans la course
précédente, et dans celle de bas en haut P aspire une nouvelle cylindrée en même
temps que p achève la compression de l'air qu'il refoule par S' dans le tuyau en
communication avec le distributeur.

Fio. 834, 835 et 836.

La figure 838 montre une vue de ce distributeur qui, comme on le voit, est fixé
au tuyau de refoulement d'eau. L'air comprimé arrive sous un piston-soupape appuyé
sur son siège par un contrepoids sphérique dont on peut varier le bras de levier et
réglé de façon que l'air ne puisse passer à l'élévateur que lorsqu'il a atteint une
pression supérieure d'environ une atmosphère à celle à laquelle correspond la hauteur
de la colonne d'eau quand l'appareil est en marche.

L'émulseur proprement dit {/îg, 839) se compose d'un cylindre en fonte en com-
munication directe avec le tube d'arrivée d'air, fermé à sa partie inférieure par un
clapet s'ouvrant de dehors en dedans et en relation avec le conduit de refoulement
par sa partie supérieure. Un clapet de retenue est placé sur ce conduit.

LE FLUIDE MOTEUR EST UN GAZ

479

Voyons maintenant le fonctionnement de Tensemble : Lorsque Tair est comprimé
à une pression suflisante, il soulève le piston-soupape C du distributeur, arrive dans
Témulseur, provoque la fermeture du clapet de pied et refoule une certaine quantité
d'eau ; mais, pour accomplir ce travail, l'air s'est
étendu ; aussi le contrepoids a rabaissé la sou-
pape C sur son siège, et le refoulement a cessé.

L'eau passée dans la conduite y est main-
tenue par le clapet de retenue, et la dépres-
sion causée par Témulseur provoque son rem-
plissage parle clapet de pied. Le compresseur
d'air continue sa marche pendant ce temps, et
la pression redevient suffisante pour provoquer
un nouveau refoulement.

FiG. 838.

Fio. 839.

On voit ainsi que l'appareil continuera à agir par une série de pulsations.
Cet appareil est surtout avantageux lorsqu'on n'a besoin que d'une quantité d'eau
assez faible et qu'on peut se servir du vent comme force motrice; il ne nécessite dans

480 POMPES EMPLOYANT COMME FORCE MOTRICE L'ACTION D'UN FLUIDE

ces conditions aucune surveillance; il est seulement nécessaire de graisser de temps

à autre les paliers de Tarbre moteur.

Émulseur Leyner. — Cet appareil [fig, 840 à
845), breveté en Angleterre en 1897, n'est qu'une
modification des deux précédents. Afin de régula-
riser le débit et de supprimer les arrivées alterna-
tives d'air et d'eau, l'inventeur provoque à la base
de Témulseur un mélange intime des deux fluides au
moyen de manchons à ailettes.

L'appareil comprend toujours le tube central F
pour l'arrivée d'air et le tube extérieur G pour
l'échappement de l'eau. Ils sont vissés tous les deux
à leur base sur un double manchon fixé sur la pointe
Dj et dont les deux couronnes concentriques sont
réunies par 4 nervures radiales C,.

L'air sort du tube F par une série de petits trous
E disposés sur un épaulement provoqué par une di-
minution de diamètre.

Au-dessus de ce manchon et s'emboîtant sur le
tube F sont disposés des colliers à ailettes P incli-
nées en sens
contraire sur
deux colliers
consécutifs^
afin d'obliger
l'air à se mé-
langer mieux
à l'eau par les
sinuosités créées.

Chaque collier porte à sa partie infé-
rieure un talon R, qui s'emmanche dans une
rainure Q du précédent et évite ainsi la ro-
tation que la poussée verticale de l'eau sur
les ailes pourrait provoquer.

Dans le haut de l'appareil, afin de di-
minuer la résistance à la montée, les ai-
lettes T sont verticales.

Émulseur Haas. — L'émulseur Haas,
breveté en Angleterre en 1898, est un appa-
reil dans le genre de celui de Chapman. Il se
compose, comme lui [fig, 846 et 847) , de deux
tubes concentriques B et C.

L'air arrive par C et se mélange à l'eau,
à la condition qu'on ait préalablement décollé la soupape D de son siège e au moyen

Fio. 840 à 845.

Fio. 846 et 847.

LE FLUIDE MOTEUR EST UN GAZ

481

du levier O et de la tige E. L'eau contenue dans le tube B est élevée dans le réser-
voir G et s'écoule par le tube I ; et Tair avec lequel elle était mélangée continue à
monter et retourner par J et L à la pompe ou au compresseur, après s'être débar-
rassé des gouttelettes d'eau entraînées par son passage à travers le diaphragme H.

Afin d'éviter que l'arrivée d'air n'imprime à la soupape D des mouvements qui
pourraient gêner ceux de l'eau, on Ta munie d'un guide F qui la maintient constam*
ment dans l'axe de l'appareil.

Cet émulseur fonctionne très bien à la condition qu'on observe entre les diamètres

5 5

des tubes B et C le rapport j et, entre ceux de B et du puits, le rapport -•

Émulseur Mitchell. — Cet émulseur, breveté en août 1899, sous le numéro 629866,
aux Etats-Unis, fonctionne absolument comme le précédent et n'en diffère que par
la commande du distributeur.

}, ^ ;:

FiG. 848.

Il se compose [fig, 848) de deux chambres A et B en fonte ou en fer, munies
chacune d'un tuyau d'aspiration AjBj et d'une conduite de refoulement A'B' partant
de l'extrémité inférieure. Les
ouvertures de ces tuyaux sont
munies toutes les (juatre de
clapets s'ouvrant de dehors en
dedans. Ceux de A'B' sont à
flotteurs constitués par des
tores creux en tôle a^b^.

L'appareil distributeur
(/î^.848et854) d'air comprimé p^^ g^g

comprend un tiroir principal
en communication constante par g avec le réservoir d'un compresseur, et deux

LES POMPES. 31

482 POMPES EMPLOYANT COMME FOUCË MOTRICE LWCTION D'LN FLUIDE
tiroirs secondaires M et L verticaux et mus par des flotteurs D^D^ contenus dans
les chambres A et B.

Le tiroir principal I est fixé par Taxe k^ [fig, 851) entre deux flasques k et A'
réunissant les deux parties creuses en laiton constituant le piston double h' du
cylindre H. Les fonds J et J' sont munis de prolongements k et k s^adaptant aux
creux du piston h. Le déplacement de 1 s'opère sur une glace munie de trois ouver-
tures principales D, X, E, dont les deux extrêmes D et E servent à l'admission et X
àTéchappement de Tair moteur, ou plutôt à établir la communication avec Textérieur.

Les tiroirs secondaires [fig, 853) sont placés au centre des couvercles des réci-
pients A et B ; ils sont tous les deux semblables et disposés symétriquement par rapl
port à H.

Fio. 851, 852, 853, 854 et 855.

Considérons celui de gauche : il se compose d'un corps cylindrique vertical L,
dans lequel se meut le piston allongé l lié par sa tige a à un flotteur D', auquel est
suspendu un petit récipient C. Un tuyau n branché sur le cylindre et débouchant
près du fond k du tiroir principal peut être mis en communication avec Tun ou
Tautre des P^, P, au moyen d'une rainure ou gorge N pratiquée sur le piston l. P est
en communication avec son symétrique et avec le réservoir d'air comprimé, tandis
que P, débouche dans l'atmosphère.

Les deux pistons / et m sont attachés aux extrémités d'un même balancier Q par
des tiges L' et M' munies de rondelles de butée /, , l^ et mp m^ qui laissent une cer-
taine indépendance dans le mouvement des distributeurs.

I^e fonctionnement est facile à comprendre.

Émulseur automatique. — Cet émulseur se compose [fig. 85G) de deux réser-
voirs A, A', plongeant dans le liquide à élever, dans le fond desquels arrivent les con-
duites de refoulement B, B'. Chacun d'eux est en communication avec le distributeur O
d'air comprimé par les tubes C et C, qui servent à l'admission et à la communica-
tion avec l'air libre.

Le tiroir du distributeur est mù automatiquement au moyen des membranes 6, b'

LE FLUIDE MOTEUR EST U.\ GAZ

483

qui sont serrées par des vis sur des ouvertures elliptiques pratiquées sur le refoule-
ment. A Tétat de repos, chaque membrane est courbée vers le tube par la pression
qu'exerce sur elle un poids g ou g articulé à un levier coudé d à branches inégales
et articulé sur Tarmature de fixation de la membrane.

FiG. 836.

Supposons l'appareil en marche : A est plein et Tair sous pression arrive par de
et refoule Teau qui enfonce la membrane vers l'extérieur et maintient l'arrivée de
l'air dans A pendant le passage du liquide.

Pendant ce temps, A' communiquant avec l'extérieur par cd se remplit. Au mo-
ment où l'eau ne passe plus dans B, le poids g ramène la membrane à sa position
naturelle, et elle entraîne le piston f du distributeur au moyen des petits crochets /.
L'air arrive alors sur le liquide contenu dans A', ferme l'aspiration, et le refoulement
se produit, et ainsi de suite.

CHAPITRE V
POMPES POUR USAGES SPÉCIAUX

POMPES A INCENDIE

La nécessité de se rendre rapidement sur les lieux du sinistre à combattre, et
celle de pouvoir fournir un débit assez grand sous une pression suffisante pour faire
atteindre au jet liquide une hauteur de 25 à 30 mètres, sont les deux conditions prin-
cipales à réaliser dans toutes les pompes à incendie. Elles exigent pour cela une
étude spéciale et une construction particulièrement soignée. Il est en elTet inutile
d'insister sur les inconvénients graves qui résulteraient de la rupture d'une pièce
quelconque au moment de Taction.

Les moteurs employés pour la commande des pompes à incendie — indépen-
damment de rhomme — ^^ sont les moteurs à vapeur, électriques et à pétrole.

Dans tous les cas, le débit étant fixé, on en déduit les dimensions du ou des
corps de pompe.

Soient:

D, le diamètre du piston en mètres ;
d^ le diamètre du jet à la sortie ;

n, le nombre de doubles courses par minute du piston ;
Z, la longueur de la course en mètres ;

p, le rendement volumétrique (rapport de la quantité d'eau pompée au volume
engendré par le piston).

La vitesse de sortie sera donnée par la formule :

V==

cPxm*^'

qui se déduit de Téquation de continuité.

En appliquant la formule qui donne Tespace parcouru par un corps lancé verti-

POMPES A INCENDIE 485

calement de bas en haut, on trouve la hauteur que doit atteindre en théorie le jet
liquide :

2^""a600.rf*2/7'^ "" 70632rf» P*

En pratique, il faut compter que la résistance de Tair empêche d'obtenir la hau-
teur h. On n'obtient que :

h = 0,7 à 0,8 . h.

On diminue Taction de Tair et la réduction en pluie du jet en faisant le diamètre
de sortie del'eau aussi petit que possible.

A. - POMPES A BRAS

L'effort produit par les hommes sur le piston de la pompe est égal à celui d*une
colonne d'eau qui aurait pour base la surface du piston et pour hauteur celle du jet
théorique; cet effort est donc:

Il correspond à une pression de 4 à 5 atmosphères. Le travail nécessaire pen-
dant le fonctionnement, et seulement pour le refoulement, est:

nlP

90rf»

en kilogrammètres par minute.

Il y a lieu de tenir compte de la résistance, dans les conduites, des frottements de
la machine, etc. ; on admet que la même force est nécessaire pour la montée et la
descente du piston. Le travail réel nécessaire pour le fonctionnement est donc en
kilogrammètres :

Le travail fourni par un homme étant de 18^^", 75 par seconde, le nombre
d'hommes nécessaire pour actionner la pompe sera donc :

50625^»'

Pour les pompes à deux cylindres, on prendra pour n le nombre total des levées
de l'un et Tautre piston ; les mêmes formules s'appliquent, mais en tenant compte de
ce que l'augmentation de force nécessaire pour vaincre les résistances dans les tuyaux
ne sera plus que les 3/4 de la force totale.

Le travail effectif sera alors :

486 POMPES POUF{ USAGES SPÉCIAUX

en kilogrammètres par seconde, et le nombre d'hommes nécessaire sera :

D«n3/3pa
57835^**

L^ valeur de p est de 0,8 en moyenne.

Quand Taspiration de Teau doit être faite par la pompe même, il faut tenir
compte dans les calculs du travail nécessaire à cette aspiration, qui est égal à
'îSSD^H/n, H étant la hauteur d'aspiration.

Pompe à inoendie à bras, type « Ville de Paris ». — Cette pompe est repré-
sentée sur les figures 857 et 858, et est en usage dans presque toutes les localités non
pourvues d'un service spécial d'incendie, comprenant des canalisations, fire-hydrants,
pompes à vapeur ou électriques, etc.

y^j^jmmm^vAry/mm///'///^^^^^^

FiG. 857.

Le fonctionnement so comprend aisément à l'inspection des figures.

Les pistons P portent des cuirs emboutis opposés qui servent l'un pendant l'aspi-
ration, l'autre pendant le refoulement.

Les pistons sont mus par le balancier B et les bielles h ; ils sont guidés par une
tige qui coulisse à frottement doux dans un trou percé au centre du chapeau des
cylindres. La course des pistons est limitée par la butée du balancier B sur le bâti.

POMPES A INCENDIE

487

Le réservoir d'air D est circulaire. Il occupe le centre de la bâche à eau E
et des corps de pompe. Son fond supérieur s'appuie contre la traverse F du balan-
cier.

Les deux conduits d^aspiration a,
a sont réunis latéralement et aboutis-
sent à un robinet d'aspiration, qui les
fait communiquer soit avec une source
d'eau extérieure, soit avec la bâche E.

Lorsque l'eau est amenée à la main
par « baquetage » dans la bâche E, on
prend soin de la tamiser par des pa-
niers en osier de forme appropriée,
que l'on place sur l'ouverture de la
bâche.

La pompe est montée sur un traî-
neau de bois G muni de poignées P et de pitons d'accrochage d. Ce traîneau peut
être lui-même placé sur un chariot pour le transport.

Voici un tableau donnant les types courants des pompes à bras :

Fin. 8S8.

DIAMÈTRE

NOMBRE

DÉBIT

PORTÉE MAXIM A DU JBT 1

den

TUfomOUE

1 1

PI8T0:if)

d'hommi»

par minute

DISTAXCE

HAirnuR

millimètres

m»»

125

400

30 1

110

8 à 10

310

210

175

B. — POMPES A INCENDIE A VAPEUR

L'inconvénient que présentaient à l'origine les pompes à incendie à vapeur
consistait dans l'impossibilité d'obtenir en un temps très court une pression suffi-
sante à la chaudière pour pouvoir commencer à pomper. Dans Tétude qui va suivre,
nous nous occuperons donc beaucoup des modifications apportées aux générateurs
en vue de la mise en pression rapide.

Pompes Thirion. — Les premières qui furent construites et livrées aux villes
avaient une chaudière à tubes en U, et la commande de la pompe s'effectuait par le
moyen de bielles : c'est, si Ton veut, le type 1872. Donnons quelques indications
sur la chaudière {fig, 859).

Les tubes en U sont en cuivre rouge étiré et renforcés à la partie cintrée. Ils
sont placés en plein feu au-dessus de la grille ; l'eau remplit les tubes et occupe une
dizaine de centimètres dans la chaudière au-dessus de la plaque tubulaire. Cette
disposition donne une circulation très rapide et assez régulière de l'eau au travers
des tubes, comme on Ta pu constater en faisant une expérience avec un tube en verre

488

POMPES POUR USAGES SPECIACJX

placé sous un réservoir dans des conditions analogues. Grâce à cette circulation et à
la position des tubes, Teau est très rapidement vaporisée. On peut arriver à mettre
en marche la machine en sept minutes, si on réduit assez le volume d*eau ; en fait,

la chaudière est étudiée pour être en pres-
sion au bout de huit ou dix minutes. Les
tubes en U sont faciles à poser : on les passe
par la porte, on fait pénétrer les extrémités
libres dans la plaque tubulaire, on les fixe
au moyen d'un mandrin conique sur lequel
on frappe énergiquement ; en cas d'avarie,
il serait facile et rapide d'obturer le tube
avarié au moyen de petits tampons [fig, 859).
Quelques années plus tard, un nouveau
type fut créé par la même maison. La chau-
dière à tubes en U subsistait; mais la pompe
devenait à action directe : c'est le typei878.
Enfin, en 4892, de nouvelles modifica-
tions nous donnent le type actuellement en
usage : la pompe reste à action directe;
mais c'est la chaudière qui est modifiée. Je
vais dire quelques mots successivement de
la chaudière, de la distribution de la machine à vapeur, de la disposition de la pompe
elle-même.

"^^

Fio.859.—Chaiidièpe;de la pompe r/imW(i812}.

FiG. 860 à 862. — Chaudière Thirion de 1892.

La chaudière comporte {/îg, 860 et 861) une enveloppe comprise entre les
joints AA. et BB, l'enveloppe du foyer et la partie extérieure jusqu'à la cornière
du joint BB', enfm le faisceau tubulaire. Le joint BB se fait en caoutchouc, le
joint AA au mastic.

La chaudière est en tôle d'acier; les tubes, en cuivre rouge étiré, sont fixés au

POMPES A INCENDIE

489

moyen d'un mandrin conique; Texpérience a montré que, dans ces conditions, il n'y
a point de fuites au joint. Les tubes étant inclinés, il s'établit une circulation d'eau
facile à comprendre dans tout le faisceau; les crasses et impuretés tombent et se
déposent dans la chaudière. Le nettoyage se fait par C et D; le démontage, comme
l'indique la figure 862, par les joints BB' et AA'. La chaudière est munie de tous
appareils de conduite, de contrôle et de sûreté, comme le montre la figure 863.

La figure 866 donne l'ensemble du mé-
canisme et de la pompe. C'est une disposi-
tion à action directe telle que nous en avons

Fio. 864. — Soupape de sûreté.

déjà rencontré plusieurs. Le moteur à va-
peur est à un, deux ou trois cylindres,
suivant que la pompe est à un, deux ou

Fio. 863.
Chaudière Thirion de 1892 avec ses accessoires.

Fie. 865. — Soupape de vidange.

Légende de la figure 863.
1. Soupape de sûreté avec balance à ressort maintenue sur son siège par un levier A (/¥<;. 864).
La balance indique la pression en kilogrammes sur la soupape par centimètre carré. Le ressort
de la balance est serré par l'écrou D. — 2. Soupape de sûreté a ressort avec levier de décharge à
la main. On voit (^</. 865) la disposition de cette soupape, qui ne doit servir h la main que pour
précipiter la vidange d'une chaudière en pression. — 3. Deux manomètres. — 4. Deux tubes de
niveau d'eau. — 5. Deux robinets de jauge. — 6. Robinet de vapeur. — 7. Robinet d'arrivée d'eau
avec soupape de sûreté. — 8 et 9. Sifflet et robinet sourfleur. — 10. Porte de foyer. — 11. Tampon
autoclave de visite.

trois corps, chaque piston à vapeur actionnant directement un piston à eau. Les
figures 867 et 870 donnent très clairement le système de distribution adopté, carac-
térisé par l'emploi de ce que MM. Thirion ont appelé le tiroir automoteur. D est le
tiroir principal grâce auquel la vapeur se distribue par les orifices B et C, le tiroir
automoteur EF est mû à chaque fond de piston P au moyen de la tige G reliée au
piston. Enfin le piston-tiroir HI est déplacé par la pression même de la vapeur agis-
sant par les petits orifices a ei b s'échappant par c et d. On voit que, lorsque P

490

POMPES POrn rSAGES SPECIAUX

arrive à fond de course, la vapeur agit par a sur H, pendant que I refoule sa vapeur
par d. Ainsi, le piston entraîneur HI prend la position de la ligne, entraînant avec lui
le tiroir D ; le tiroir automoteur n'est déplacé pour renverser la distribution que tout
à fait à fin de course.

Fio. 866. — Pompe Thirion de 1890.

Cette distribution donne d'aussi bons résultats à grande qu'à petite vitesse.

La pompe elle-même {fig, 866 et 871) est en bronze, à double effet; les pistons
sont garnis de cuir embouti; les clapets sont en caoutchouc et battent sur des
grilles en bronze ; ils sont faciles à visiter et à remplacer ; la position des clapets

H I

Fio. 861 à 870. — Distribution Thirion.

permet d'aspirer à 6 mètres sans amorcer la pompe et à 9 mètres lorsqu'elle est
amorcée. La figure 871 montre la disposition de la pompe en bout. Le réservoir
d'air E, placé sur l'aspiration, n'existe que pour les pompes à un ou deux corps. La
sortie du refoulement porte deux branches D, avec vanne qu'on fait manœuvrer par
le levier M. Enfin la figure 872 donne le détail d'une botte à clapets avec celui de

POMPES A ÏNCENDÎE

491

Taspiration T et celui du refoulement
frottement très doux dans le corps
de pompe, est formé de deux em-
boutis bien tournés, montés sur une
forme centrale en cuivre, avec ron-
delles de cuir à Tintérieur. Le tout
est ajusté dans le corps de pompe et
serré par écrou entre deux platines
en cuivre.

Les pompes Thirion sont em-
ployées dans nombre de villes (no-
tamment à Paris], ainsi que chez de
nombreux industriels, pour le ser-
vice d'incendie. Voici les résultats
fournis par des essais effectués aux
forges et aciéries Jacob Holtzer sur
une pompe n* 0 à deux corps :

La chaudière garnie, prête à
Tallumage, avec 0",04 d'eau au-des-
sus du ciel du foyer, a fourni de la
vapeur à 4 kilogrammes au bout de
onze minutes et demie et à 8 kilo-
grammes au bout de treize minutes
et demie. La pompe, marchant à
192 tours par minute, a débité
27.675 litres à Theure, avec aspira-
tion de 3™, 55. La pression de Teau,

E. Le piston {fig. 873), qui doit être ajusté à

Chaudière Ahrens.

Fio. 871 à 873. — Détail de la pompe Thirion de 1892.

au refoulement, était de 8 kilogrammes
avec un tuyau en toile de 50 millimètres
de diamètre et de 20 mètres de long
et des ajutages de 18 millimètres; on a
pu atteindre une hauteur de 32 mètres,
et le même jet atteignait horizontale-
ment 42 mètres. Cette pompe consom-
mait 32 kilogrammes de vapeur par
cheval en eau élevée et vaporisait
6^«,37 d'eau par kilogramme de houille.

Pompes Ahrens. — Ce qu'il y a de
plus intéressant dans cette pompe amé-
ricaine, c'est sa chaudière à tube d'eau,
qui permet d'obtenir très rapidement,
avec de Teau froide, la pression néces-
saire. L'inventeur affirme que cette
chaudière permet d'avoir assez de va-

Fio. 874 à 876.
peur pour lancer de l'eau quatre minutes seulement après l'allumage du feu (fig. 874

i.92

POMPES POUR usa(;es spéciaux

à 876). On évite, dans ce système, de ne mettre qu'un peu d'eau froide, au début,
sur la voûte du foyer, afin d'accélérer la vaporisation. Cette pratique délicate est
absolument abandonnée, et la chaudière est complètement remplie d'eau. L*eau
prise dans la chaudière au moyen d'une pompe de circulation est refoulée dans les
tubes par leur extrémité inférieure; la vapeur produite pendant la circulation et
l'eau non vaporisée se retrouvent à la partie supérieure de la chaudière, où elles se
séparent. Des tiges verticales soutiennent les tubes ; on peut, en enlevant quelques
boulons et isolant une ou plusieurs sections, enlever, réparer et remplacer celles-ci
en quelques heures. Au montage, on tient compte des dilatations et contractions
des tubes en vue d'éviter les ruptures. La circulation d'eau étant rapide et forcée,
la vaporisation est active et les incrustations sont presque évitées. La pompe

Frr.. sn et 878. — Pompe Ahrens.

[fig, Sn et 878) est en bronze; les clapets d'aspiration, du type Wilcox {/îg. 879),
sont verticaux et s'abattent d'eux-mêmes sur leur siège.

Un essai intéressant fut fait avec une pompe de ce système, à Chicago, en no-
vembre 1895. Il s'agissait de savoir si on pouvait, grâce à elle,
, .P , atteindre les parties supérieures des hautes maisons modernes.

On prit comme exemple le temple maçonnique, dont le toit est
, ^ de 96", 40 au-dessus du sol. On installa contre la façade un tuyau

FiG. 879.
Clapet Wilcox.

vertical de 75 millimètres de diamètre et de 99'",50 de hauteur,
Ce tuyau était prolongé à la partie supérieure par un boyau de
62 millimètres de diamètre et de 15 mètres de long, terminé
lui-même par une lance dont l'orifice avait 31 millimètres de dia-
mètre; à la partie inférieure, le tuyau était réuni à la pompe,
située à 45 mètres de distance, par deux boyaux ayant tous deux 62 millimètres de
diamètre. Ainsi, de la pompe à la lance, le tuyautage atteignait près de 460 mètres.
Un manomètre fut installé sur la conduite, près de la pompe ; un autre sur la txîifnre
près delà lance. On observa simultanément les pressions sur les deux manomètres.

POMPES A INCENDIE

493

Voici les résultats

A une pression à la pompe de 10''*,6 correspondait 0^^^'S en haut

— 12 ,4 — 0 ,8 —

— 14 ,1 — 1 ,3 _

— 15 ,9 — 1 ,4 —

— 17 ,0 — 3 ,7 —

La pompe Ahrens expérimentée pesait 4.250 kilogrammes ; sa chaudière avait
lO^^^eS de surface de chauffe et 0,58 de grille ; les deux cylindres à vapeur avaient
0"*,188 de diamètre, les deux plongeurs 0",120; la course commune était de 0",202.

On peut conclure qu'une de ces pompes à incendie à vapeur peut, moyennant
une pression de 14 à 15 kilogrammes par centimètre carré, fournir un jet d'eau
efficace à la partie supérieure des monuments les plus élevés.

Pompe Silsby. — C'est une pompe rotative, mue directement par une machine à
vapeur basée sur le même principe que la pompe elle-même.

La machine à vapeur consiste en deux cames rotatives à axes parallèles fonc-
tionnant dans une enceinte elliptique {fig. 880) ; la vapeur, après avoir traversé ce

FiG. 880. — Moteur rotatif Silsbf/.

FiG. 881. — Pompe rotative Silsby.

cylindre et mis les cames en mouvement, se rend dans le réchauffeur d'eau d'alimen-
tation. Chaque came est composée de deux saillies et pourvue de dents, de sorte que
la séparation entre l'admission et l'échappement est convenablement assurée sans
joints spéciaux. Aux extrémités des saillies sont placées des bandes d'étoupe
mobiles, pressées par des ressorts contre les parois du cylindre. Ces bandes s'usent
certainement, mais sont des plus faciles à remplacer.

La construction de la pompe {fig, 881) est absolument analogue; mais, afin
d'avoir un afflux d'eau très régulier et sans à-coups, on a donné aux cames trois
saillies au lieu de deux, et on a pu ainsi supprimer les dents supplémentaires. Dans
ces conditions, les passages d'eau étant larges et directs, toute valve étant supprimée,
l'eau peut contenir des corps étrangers et des saletés sans que le fonctionnement de
la pompe soit interrompu. Cette pompe s'amorce d'elle-même, le mouvement deTeau

4î)i

POMPES poi K i sa(;es spéciaux

est continu et régulier, il n'y a pas de vibrations ; une fois en marche normale, cette
pompe peut élever Teau — sans soupapes — jusqu'à une hauteur verticale de 90 mètres
environ.

Fio. 882. — Ensemble du molcur et de la poaipe Silsbt/.

Le mécanisme et la pompe sont réunis comme le montre la figure 882; un
arbre de la pompe est directement accouplé avec un du cylindre à vapeur. La

connexion des autres cames et
la régularisation de leur mou-
vement sont assurées par des
engrenages.

Cette réunion simple et
directe du mécanisme et de la
pompe réduit considérable-
ment (eu égard au mouvement
très régulier de Teau) les
pertes de force vive, de sorte
que la pompe peut marcher
avec très faible pression de
vapeur.

La chaudière de cette
pompe comporte (fig, 883
et 884], dans la boite à feu,
des tubes à feu disposés cir-
culairement et solidement vis-
sés à la plaque supérieure;
ces tubes sont obturés à la
partie inférieure au moyen de
chevilles de fer qui y sont sou-
dées. A rintérieur de chacun
de ces tubes s'en trouve un autre, de plus faible diamètre, et disposé de façon que
Teau circule dans le tube intérieur et que la vapeur remonte par la couronne. Les
gaz de foyer passent de la boîte à feu de la cheminée même par des tubes verticaux,
et, de la sorte, la vapeur est réchauffée et séchée avant de se rendre au cylindre. Le

FiG. 883 et 884. — Chaudière de la pompe Silsby,

POMPES A INCENDIE

tîr;

tirage est réglé par un échappemeat variable, composé de quatre orifices munis de
soupapes coniques et commandées par un levier à la disposition du mécanicien. La
succession rapide des décharges de vapeur réalise un véritable jet continu, qui ne
tire pas outre mesure le feu, et ce tirage est uniforme sur toute la grille grâce aux
quatre orifices.

La circulation est très active, la surface de chauffe con-
sidérable ; on peut être en pression au bout de quatre à cinq
minutes ; les tubes peuvent aisément se dévisser et se rem-
placer ; les tubes à fumée sont aussi aisément accessibles.

Fio. 885. — Pompe Silsby.

Fiu. 886. — Chaudière Button,

La figure 885 donne la vue du grand modèle de pompe à incendie. Voici, de
plus, les résultats des essais d'une machine Silsby de seconde taille, employée à
New-Haven.

NOMBRE

LONGUEUR

l>E CHAQUK LlUNK

DIAMÈTRES

PRESSIONS

DISTANCES 1

bE JETS

DES LA.M Kâ

de tuyaux

VAPECR

EAl-

HOR1ZO.XTALK8

VEnTICALE»

mclres

millimètres

kilog^raraines

kilofframmes

mètres

mèlrfs

660

8,5

17,1

1.150

8,-2

19,2

490

8,7

15,7

330

8,7

13,6

490

8,6

9,1

5.000

8,2

17,8

Pompe Button. — La chaudière de cette pompe [fig. 886) est à tubes verticaux et
à chambre de combustion submergée. Les tubes et le mécanisme de tirage sont
faciles à voir sur le dessin.

Les pompes de ce système — dont les coupes horizontales et transversales sont
données sur les figures 887 et 888 — sont fondues d'une seule pièce et entièrement
en bronze; les valves sont en caoutchouc avec viroles et sièges de bronze. Le pion-

496

POMPES POUR USAGES SPÉCIAUX

geur A, relié au mécanisme par la tige B, glisse dans une garniture d'étoupe C,
maintenue par la pièce D et serrée par Técrou E ; Teau, arrivant par I, passe alter-

Fio. 887 et 888. — Pompe Butlon.

nativement par les orifices d'aspiration J, commandés par les soupapes K main-
tenues par les ressorts S; de même, le refoulement de Teau s'efTectue par les

orifices N, commandés par les
valves L; enfin, la chambre à
air se fixe sur la collerette U.

La machine est à deux cy-
lindres parallèles, actionnant
chacun une pompe à double
effet telle que celle ci-dessus
décrite. Les boîtes d'admis-
sion sont sous les cylindres,
afin qu'on puisse aisément se
débarrasser des condensations.
Leur disposition est celle con-
nue des pompes à action di-
FiG. 889. — Pompe BuUon. recte, la soupape d'admission

d'un des cylindres étant mue
par un levier relié à la tige du piston de l'autre cylindre. La figure 889 donne la vue
d'ensemble.

Pompe Glapp et Jones. — La chaudière employée pour cette machine est la
chaudière brevetée de Clapp, à tubes d'eau en spirale [fig. 890 et 891), de manière à
offrir une surface de chauffe aussi grande que possible ; ils sont en cuivre sans sou-
dure et disposés de façon à pouvoir se contracter et se dilater librement; il peut y
avoir six de ces tubes dans chaque section ; leur diamètre dépend de l'importance de
la chaudière. Chaque tube est réuni à la partie supérieure au dôme de la boîte à feu

POMPES A INCENDIE

407

et à la partie inférieure aux parois latérales de cette même boîte ; les jonctions aux
extrémités des tubes sont soigneusement exécutées au moyen d ecrous et de rondelles
en cuivre, de façon à assurer Fétanchéité. Bien que l'enroulement des tubes soit aussi
serré que possible, il reste cependant au centre de la boîte à feu un espace considé-
rable dont la conséquence se-
rait, s'il restait vide, de trou-
bler la distribution de chaleur
et de faire passer parles tubes
à fumée du centre une quantité
excessive de chaleur. Pour
éviter cet inconvénient, et aug-
menter en même temps la sur-
face de chauffe utilisable, on a
placé dans l'espace vide un
appareil dit « fire deflector»,
à circulation deau, dont la
disposition est bien visible sur
la figure 890 et dont le tronçon
est représenté en figure 892.
Cet appareil est vissé sur le
dôme de la boîte à feu et en
relation à la partie inférieure
avec l'arrivée d'eau de la chau-
dière. Entre le dôme de la boîte
à feu et la cheminée propre-
ment dite, sont installées les
cheminées à fumées qui assè-
chent et surchauffentla vapeur.

La pompe est d'un type spécial bien visible sur les figures 893 et 894 ; elle est en
bronze, ainsi que ses soupapes, chevilles et accessoires ; elle est disposée de façon à

■,1

iMii. 8:j0.
Chaudière Clapp el Jones.

Vu.. 801 el 892.
Détail du déflecteur.

Fio. 893 et 894. — Pompe Clapp el Jones.

n'avoir besoin ni de cuir ni d'étoupage d'aucune nature, de sorte que le plongeur n'a
presque pas de frottements. Les corps de pompes sont simplement des cages munies

LES POMPES. 31

498 POMPES POUR USAGES SPECIATX

de valves d'entrée et de sortie de construction simple. Il n'est pas nécessaire d'em-
ployer des ressorts en spirale ou autres pour ramener les valves à leur place, leur
élasticité suffisant à les ramener rapidement et solidement sur leur siège. L'enlève-
ment et le remplacement de ces valves est simple et peut se faire vivement.

La machine est toujours composée de deux cylindres à vapeur et de deux
pompes montées en action directe : les grands modèles ont les pompes verticales, les
petites les ont horizontales.

Voici deux tableaux qui donnent les résultats d'essais pour le compte du service
des pompiers de Boston sur des pompes Clapp et Jones et sur des pompes Silsby,
dont nous avons parlé plus haut :

Numéros des pompes

CLAPP ET JONES

SILSBY 1

1
1G2
8«7

8
d . 5 j
0,16
626

5,87

503

173
178
112
7,2
8,5
34

2
163
903

8
1,60
0.76
626

113

3,45

890

173
178
112
5
8,4
40,5

2.933

151
1.067
10,4
1,35
0,82
712

102

4,94

570

215
178
127
6,5
10
40

3.150

143
1.600

13
1,62
0,90
860

120

3,51

840

230
203
140
4,9
8,4
45

3.615

5
171
960
16,17
1,47
0,82
680

4,49

693

»
7,10
7,9

109
740
20,9
1,52
0,91
900

.3a(>)

4,22

445

»
»

5*3
7!8
36

49
1.225
20,9
1,52
0,91
900

4,10

737

4,2

21,5

3.436

8
120
1.256
21,3
1,52
0,91
900

55
3,76
722

6,3
8,9
42

Durée de Fessai

Vaporisation par heure

Surface de chaufle en mètres carrés

( Hauteurs (en mètres)

Chaudières ] Diaaiètres (en mètres)

( Poids (en kilogrammes)

Vaporisation : par mètre carré de chauffe
et par heure

Vaporisation: par kilogramme de char-
bon en eau à 100*

Charbon brûlé par mètre carré de grille
et par heure

Diamètre des cylindres à vapeur "(en

millimètres)

Course (en millimètres)

Diamètre des plongeurs (en millimètres).

Pression moyenne en s de la vapeur. . . .

kilog. X cm2 ) de Teau

Débit en litres par seconde

Poids des machines : chaudières, moteurs
et pompes (en kilogrammes)

(1) Vaporisation très faible due h une fu

ite réparée po

ur lés (

ïssais (

7) et (8)

suivan

M.\CHI.NKS N° 4 CLAPP ET JONES

TOURS

PUISSANCE

EN CHEVAUX

PAR HI.NUTE

INDIQUÉS

AUX POkPEI

294

84,86

64,9

76,3

300

84,15

60,9

72,4

304

85,88

60,9

70,9

262

69,7o

41,2

69,0

294

83,21

57,8

69,4

315

61,68

38,5

63,1

326

79,46

47,7

60,0

348

83,05

57,6

68,5

336

85,98

53,2

61,9

330

59,41

43,9

74,0

346

83,90

54,4

64,9

POMPES A INCENDIE

499

Pompe Gh.-H. Pox. — La pompe à incendie brevetée par M. Fox, en octobre 1896,
est munie de la chaudière Clapp précédemment décrite, et le brevet ne porte que sur
les dispositions adoptées pour la pompe elle-même en vue d'en faciliter la visite et la
réparation.

Les pompes (puisque ce sont des pompes doubles] sont réunies dans une chambre
en bronze formant un seul corps comprenant les chambres d'aspiration et de refou-
lement ainsi que les soupapes ; ainsi, les deux pompes peuvent être très notablement
rapprochées. Cette disposition donne en outre une rigidité plus grande à Tensemble
de la machine, simplifie son mécanisme et la rend capable de supporter sans vibra-
tions des tensions très importantes. Les couvercles peuvent être facilement enlevés
et replacés ; les conduits d'eau sont largement ouverts, les valves ont une grande
surface et un petit soulèvement. Elles sont disposées circulairement autour de la
partie inférieure du corps de pompe et sont généralement du type Wilcox [fig. 879).

Les figures 895 et 896 montrent la disposition de la pompe à incendie à double
cylindre. Les figures 897 et 898 donnent les coupes longitudinale et transversale de
Tenveloppe générale des deux pompes. Dans les cylindres à vapeur 1 se déplacent
des pistons % réunis par Tattelage 3-4-5-24 et 22 à la tige du piston de la pompe
correspondante, Tarbre coudé 6 faisant volant et actionnant en même temps la
bielle 5, qui commande la distribution par tiroir 4 du cylindre à vapeur. Un volant
uuique]7 régularise le mouvement général. L'enveloppe générale 10 comprend deux

Fio. 895 à 898. — Pompe Foj:.

chambres d'aspiration 12 et 12» et une chambre commune d'aspiration et de refou-
lement 11 ; les flèches indiquent la marche du liquide. Il y a deux bouches d'aspira-
tion 14 et 15, et, à angle droit de celles-ci, deux bouches de refoulement. Les valves,
du type Wilcox, sont coniques (17) et maintenues par des ressorts en spirale 18. La
chambre 25 communique avec le compartiment mixte 11, la chambre 30 est le réser-
voir d'air placé sur le refoulement constitué par la chambre 26 et le tuyau 31 ; ce
réservoir d'air est très développé en vue d'assurer la régularité du mouvement de
Feau. Les soupapes 29, placées sur le refoulement, sont du type Âhrens.

:"ion

lM^Ml*^:s iMn ti rsA(ii:s spKCfAix

Pompe Webber. — CMv machior l-sI une |H>inpc porUiLivi:' pouvant Si^rvir de
pompe à iiiceiidii* €l cuiiîstrinle pai* la Latcrence Marhîf)e Skop, de Lawrem-e, Ma.su,

ÏAi coupe if g. KOÎ}j
exlraite de VEnguieer-
int/ montre Tenseni-
hle des dispositions.

La oluiudière vxt-
tîcalc, du type « Wcs-
tingliouse >s ne eom-
puse cssenûellement
d une boite à feu cen-
trale traversée par
liuit rangées de tubes
inclinés. L'eau est as-
pirée et refoulée par
une pompe centrifui^e
dislinctt' du bàlî i^éné-
ral, faeilenient acrrssiblr, xA mise tlireelenuurt en nuurlitï [iiirhi maulÛTie,
î>ps pompes \Veld>iT scint en service à Mi'xiro, i\ Hostnn. ele.

Pompe R e mi n gton ,

Nous ïdlniis dnortiT, c! après \^' Scîf^nlific Anirrif-nn.,

nu(4c|iti S rrnseigneim nts sur (lIIi- pnirkpr, qui |>l'uI ùUl^ aettuniue t)ti â i^ras d'Iiomnies

POMPES A INCENDIE

^01

ou par des chevaux. Spécialement étudiée et construite pour les faubourgs des villes,
les petites localités, les fermes et résidences particulières, elle peut servir ou bien à
élever de Teau dans des réservoirs ou mieux comme secours d'incendie. Elle est cons-
truite par la Remington AgricuUural Company^ de New-York.

La machine, représentée sur la figure 900, est tout en métal et pèse environ
1.400 kilogrammes ; elle est mue par un manège, la roue conductrice étant placée à
la partie supérieure de l'appareil et susceptible de recevoir huit leviers qui peuvent
tous être employés, s'il s'agit d'utiliser des hommes, et dont un ou deux suffisent si
on emploie des chevaux.

Il y a trois pompes à double effet, mues par ^des pignons qui engrènent avec la
roue conductrice et conjuguées de façon à donner un afflux d'eau très régulier. Les
corps de pompe ont 0'",i45 de diamètre avec une course de0"',200 et une capacité de
près de i mèlre cube par minute.

Les chevaux marchent au pas ordinaire du manège ; le tirage esta peu près celui
d'une charrue. Toutes les surfaces d'usure des pompes exposées à l'eau sont en
cuivre poli, et la pompe peut toujours être mise en service; quand elle fonctionne,
elle est fixée au sol, comme le montre la figure. Lorsqu'elle est mise en mouvement
par deux chevaux allant à une allure facile à maintenir, elle lance horizontalement
un jet de S centimètres de diamètre à 40 ou 50 mètres de distance. La pompe peut
être, s'il est nécessaire, manœuvrée par des hommes dans une allée de 2 mètres de
large, car un mouvement alternatif d'avant en arrière de 1 mètre environ d'amplitude
peut remplacer le mouvement continu.

Pompes Merryweather. — Rappelons tout d*abord le type « l'Empereur » exposé
en 1867 à l'Exposition universelle et muni de la chaudière système Field [fig, 901).
On voit que les tubes h et les tubes h' inté-
rieurs aux premiers sont disposés de telle
sorte que l'eau, passant par le tube central,
la vapeur remonte par l'espace annulaire.

La vapeur d'échappement pénètre dans
une boîte /*, formant masque au-dessous de
la cheminée et coupant le tirage qui serait
trop rapide à la partie centrale.

Aux essais, cette machine a lancé à
65 mètres de hauteur un jet sortant par un
orifice de 0"\ 045 de diamètre, et à 58 mètres
un jet sortant par un orifice de 0'",05i.

Le type « Greenwich » est à double cy-
lindre et double corps de pompe ; les cons-
tructeurs ont cherché surtout à obtenir la
puissance maxima avec le poids minimum
et la rapide obtention de la vapeur sous
pression. Les cylindres à vapeur sont au

nombre de deux, les pistons à vapeur et à eau sont réunis directement sans intermé-
diaire d'arbre coudé ; les tiroirs sont mus par un jeu de bielles auxiliaires reliées
à la tige des pistons.

FiG. 901. — Pompe Men-ywealher.

502

POMPES POUR USA<;ES SPECIAUX

Les deux corps de pompe, placés côte à côte, sont fondus d'une seule pièce et
soigneusement ajustés ; la surface totale des valves est grande, grâce à quoi, quelle
que soit la vitesse de la machine, les corps de pompe sont toujours remplis à chaque

coup et les à -coups évités; des
n réservoirs d'air sont installés sur

l'aspiration comme sur le refou-
lement.

La chaudière commune est
représentée par les figures 902
et 903; la vapeur y est produite
en trois minutes et atteint en six
à huit minutes une pression de
7'*>^,5. Cette chaudière comporte
des tubes inclinés D, ouverts à
leurs extrémités dans la chambre
à eau B, et, de plus, des tubes
incurvés C, mettant en communi-
cation la partie supérieure de la
chaudière I avec la chambre C.
On réalise ainsi une circulation

FiG. 902 et 903. — Pompe Merryweather.

complète ; un large espace est ménagé au-dessus de la grille K pour la libre com-
bustion et les gaz achèvent de se brûler dans la chambre H, de sorte que Tutili-
sation de la chaleur est avantageuse. Les impuretés et crasses de Peau évaporée se
réunissent à la partie inférieure de la chambre à eau et sont évacuées par les
vidanges L, pendant que les joints E et F permettent la facile visite de Pintérieur
de la chaudière.

La Oazeite de Montréal (juillet 1886) donne quelques renseignements sur les
essais auxquels une machine u Greenwich » a été soumise : c'était une machine à
grande vitesse, à double cylindre, pesant 1.700 kilogrammes, coûtant 3.900 dol-
lars et devant lancer à 52 mètres de hauteur 147 tonnes d'eau à l'heure.

Voici les résultats obtenus :

Au bout de 5"'°46"% la pression était de 0^^,700.

— 9""'" — 5 ,6 et la machine mise en marche.

— 9min3QBec — 6 ,3 ct l'cau lancée à plein jet par la pompe.

Enfin, au bout de 30 minutes, le régime était établi avec pression de 9''^,10.

Le débit était de 160 tonnes à l'heure.

Avec un orifice de 32 millimètres de diamètre, on atteignait 58 mètres de hau-
teur; avec un orifice de 22 millimètres et une longueur de tuyau de 61 mètres, on
atteignait 33 mètres.

La figure 904 représente une pompe en service à Manchester; cette machine
pèse 2.180 kilogrammes ; elle est mise en marche en 8'"'''20"'= à 7 kilogrammes par cen-
timètre carré de pression.

La figure 905 [représente une pompe fixe du même type pouvant servir soit
comme pompe ordinaire, soit comme pompe à incendie.

POMPES A INCENDIE n03

Enfin, le dernier système Merryweather, breveté en Angleterre en i896, est

Fio. 904.
représenté par les figures 906 à 909. Il est à pompes à action directe verticales du

FiG. 905. — Pompe fixe Mernjweather.
type Greenwich; les deux cylindres à vapeur G, G' sont adossés à la partie supérieure

504

POMPES POUR USAGES SPÉCIAUX

de la chaudière, ce qui supprime la conduite d'amenée de vapeur. Les pistons des
pompes sont toujours attelés directement sur les tiges des pistons à vapeur. Les
boîtes à clapets sont placées entre les deux corps de pompe ; celles de refoulement

Fio. 906, 907 et 908.

occupent la partie moyenne, et celles d'aspiration sont situées Tune à la partie supé-
rieure, et Tautre à la partie inférieure. Les clapets sont constitués par des rondelles
de caoutchouc à armatures fixes.

Fio. 909.

Un réservoir d'air M' est disposé verticalement sur la conduite de refoulement,
qui est elle-même munie de plusieurs ajutages permettant en cas de besoin de lan-
cer Teau en plusieurs jets.

Une plaque S est suspendue à rarrièrc et en face de la porte du foyer; le chauf-

POMPES A INCENDIE

505

feur se tient sur cette plaque pour conduire le feu et se mettre en pression en se
rendant sur les lieux du sinistre.

La figure 908 montre un dispositif adopté à l'embouchure du foyer et permettant
de chauffer Teau d'alimentation.

Pompes Shand, Mason et C*®. — Ce sont encore des types à action directe, bien
que certains modèles soient munis de volants ; les cylindres, après avoir été long-
temps horizontaux, sont, pour le type le plus récent, verticaux.

Rappelons quelques-unes des anciennes dispositions avant de décrire le système
breveté « vertical double » actuellement construit.

Fi G. 910. — Pompe ^hand et Mason.

La figure 910 donne, d'après VEngineer de février 1887, Taspect d'une pompe
pouvant servir à la fois de secours d'incendie et de pompe d'irrigat^.n. C'est une
machine légère, à deux cylindres et deux corps de pompe horizontaux. La chaudière
est du type Shandet Mason (je la décrirai tout à l'heure). Les tiges des pistons sont
réunies par une traverse; un arbre coudé actionne la distribution; il y a une pompe
alimentaire et aussi un volant. La machine en question peut aspirer son eau à
7 ou 8 mètres et la distribuer à plus de 1 kilomètre de distance. On en a livré surtout
dans l'Inde, en Australie et au Japon.

Les figures 913 et 914 donnent, d'après VEngineer de septembre 1883, la vue d'une
machine \\\ii qui fut construite pour pouvoir soit actionner une dynamo, soit servir

506 POMPES POUR TSAGES SPÉCIAIX

comme pompe à incendie. Les figures montrent'les dispositions principales, le mode
d'attelage de la tige du piston de la pompe, et un régulateur du type Hartnell, à
ressort, placé dans le volant. Cette pompe fonctionne bien et, par exemple, on a cons-
taté que la variation extrême de vitesse, où une machine marchait à 250 tours !par

1 5

minute, n'a été que de 12 tours, bien qu'on ait fait varier la détente de r;; à - de la

course.

VEngineer de mai 4871 donne les résultats d'un concours qui eut lieu à Preston
entre les pompes Merryweather et Shand et Mason. En voici les principaux
résultats :

POMPE MKRRYWBATHRR POHPB SIARD ET MAflOR

Poids des machines 2.285 kilog. 2.105 kilog.

Temps nécessaire pour, en partant d'eau froide, | ^^,,^^^, 6"«35'«'

monter à la pression de mise en marche. (

. . . l hauteur d'aspiration 4'",65 4",65

Aspiration J , ,

^ [ longueur du tuyau 15 mètres 15 mètres

Temps nécessaire pour remplir une citerne au \
moyen de chacune des pompes munies d'un f

tuyau de refoulement de 170 mètres et d'une > 33'"'"30**'' 26™'°

lance ayant un orifice de 37 millimètres de dia-
mètre.

Hauteur verticale maxima du jet 40 mètres 30 mètres

Le type actuel « vertical double » comporte d'abord la chaudière à tubes inclinés
depuis longtemps brevetée par la maison Shand et Mason ; elle est représentée ci-
contre [fig. 911 et 912]; on voit qu'elle est constituée par deux régimes de tubes
inclinés disposés à angle droit et débouchant par leurs deux extrémités libres dans
la chambre à eau inférieure. La production de la vapeur est rapide; voici les résul-
tats obtenus, en partant d'une alimentation d'eau froide :

Au bout de 2'"'°35"% on a une pression de 0''»,350

— 3""° — 0 ,700

— 3"'"'40"' — 1 ,400

— 4'"'°50'*'= — 4 ,200

__ 5min5fer __ 7 kilogrammcs.

La chaudière construite en deux parties boulonnées est facile à visiter ; elle est
essayée à la pression de 17 kilogrammes, mais la pression maxima de travail
normal ne dépasse pas 8>'v,5; et les soupapes de sûreté sont réglées en vue de ce
maximum. L'alimentation est assurée par une pompe alimentaire spéciale et aussi
par un injecteur.

La machine proprement dite [fig, 918) comporte deux cylindres à vapeur verti-
caux venus de fonte avec les corps de pompe situés exactement au-dessous d'eux ;
les deux pistons moteurs actionnent les pistons des pompes par l'intermédiaire de
bielles caléed à angle droit, ce qui permet le démarrage dans n'importe quelle
position.

POMPES A tNCENDIE

507

Donnons maintenant quelques exemples de machines fixes du même cons-
tructeur.

Les figures 915, 916 et 917 sont relatives aux pompes à incendie installées à
Osborne House. Deux chaudières alimentent de vapeur trois cylindres disposés
côte à côte : une seule chaudière suffirait à
faire le service» même dans la marche à grande
vitesse. Les pistons des cylindres à vapeur ac-
tionnent les pompes, qui sont à plongeur et à
double effet ; les trois pistons agissent sur des
bielles calées à 120^, ce qui donne un pompage
régulier ; la distribution de chaque cylindre est
à tiroir et mise en oeuvre par un système de
leviers en rapport avec la tige du piston du
cylindre adjacent ; enfin, on peut isoler chaque
cylindre et sa pompe et les faire fonctionner
isolément.

Voici les résultats obtenus tels qu'ils ré-
sultent d'une lettre de M. J.-K. Mann, inspec-
teur des travaux de Sa Majesté à Osborne.

La machine avait une force nominale de
130 chevaux. L'aspiration se faisait par un
tuyau de 248 mètres de long ayant un diamètre
de 0",2o pendant 168 mètres et de 0",20 seu-
lement pour le reste de la longueur. Les con-
duites de refoulement, qui aboutissent aux
22 bouches d'incendie installées autour du
palais, ont environ 600 mètres de long, et leurs
diamètres varient de 0'",174 à 0™,075.

La machine et les pompes absorbaient
33 0/0 du travail produit; sur le reste, environ
14 0/0 étaient absorbés par les frottements
dans les bouches, tuyaux, lances, etc., de
sorte que le jet lancé représentait un travail
réel égal à 57 0/0 de la puissance nominale.
Enfin le débit par minute atteignait 4 mètres
cubes à une hauteur de 38 mètres. La mise en
route avait duré douze minutes environ, sans
qu'on cherchât d'ailleurs à obtenir une très
grande rapidité.

La figure 919 montre une pompe fixe installée au moulin de la « Newcastle
coopérative wholesale Society », à Dunston-on-Tyne ; c'est une pompe à deux
cylindres à vapeur correspondant chacun à un corps de pompe à piston plongeur;
la distribution se fait par tiroirs ordinaires; il y a deux volants.

La pression de la vapeur est normalement de 7 kilogrammes ; mais la machine
peut fonctionner avec la faible pression de i^«,o à 2 kilogrammes. Sa conduite d'as-
piration a 76 mètres ; la hauteur d'aspiration est de 7»,60 ; la pompe peut fournir

Fio. 91i et 912.
Chaudière Shand et Mason.

p^>?î

r,08

POMPES POUR USAGES SPÉCrAUX

Vio. 913.

Vu,. 01'». — Pompe ShanU et Mason.

POMPES A INCENM)IE

Fui. Ulo et 916. — Shand et Mason d'Osbornc lloust;, — Llêvalion et plan.

5fO

POMPES POUR USAGES SPECIAUX

Fi(.. 917. — Pompe lixe S/iandet Mason d'Osborne. — Vue de côté.

Fici. 918. — Pompe Shand ei Mason type Melropcdilnn

POMPES A INCENDIE

511

6 mètres cubes d'eau par minute et envoyer à 74 mètres de hauteur un jet de 53 mil-
limètres.

Fio. 919. — Pompe Shaml et Mason de Dunston.

Pompe à incendie à vapeur Tarr. — La pompe Tarr a été étudiée dans le but de
diminuer son poids et de la munir d'un système de suspension assez élastique pour

FiG. 920.

FiG. 921.

éviter les chocs nuisibles pendant son déplacement et capable de devenir rigide
lorsque la pompe fonctionne.

512

POMPES POrJH nSAf.FS SPECIArX

La chaudière est toujours verticale {fig, 920 à 928) et portée par rarrière-traia
elle est liée au bâti par des boulons a^, et ce bâti est constitué par des longerons A ;

FiG. 1)22 et î)23

Les deux cylindres à vapeur Dj, Dg {fig. 921) sont disposés verticalement et
attachés à la partie supérieure de la chaudière. La vapeur est amenée aux distributeurs
par un conduit sur lequel est placé le robinet d^ et qui se sépare ensuite en deux

POMPES A INCENDIE

5^3

branches. L'échappement se fait dans la cheminée au moyen du tuyau d^, L^arbre
moteur se trouve à la partie inférieure ; il est terminé à chaque extrémité par un
plateau-manivelle sur le manchon duquel agit la bielle motrice. Une bielle G articu-
lée, d'une part, au coude f^ de Tarbre F et, de l'autre, à la tige Gj par la crosse Gj,
actionne une manivelle calée à une extrémité de Tarbre H. Cet arbre H est soutenu
par deux paliers rattachés au bâti par les supports h^ et h^^ et il porte à son autre
extrémité un levier double I, qui commande les pistons K3 des pompes K^ par les
bielles k. Deux rainures 1*2 pratiquées dans ce levier I permettent de fixer les têtes de
bielle à une plus ou moins grande distance du centre et de modifier ainsi la course
des plongeurs ; des trous i^ pratiqués à égale distance de ce centre servent de repère
aux ergots k^ fixés sur les axes {fig. 924 et 925) des bielles et facilitent les déplace-
ments.

rni

70L

FiG. 924 et 925.

FiG. 926 et 927.

FiG. 928.

La coupe {fig, 923) montre la disposition des boîtes à clapets : l^ est la conduite,
et ^2) ^2 ^^^ clapets d'aspiration, tandis que ^3, ^3 sont ceux de refoulement. La boîte L4
sur laquelle se trouve le réservoir d'air /y, est munie de trois amorces de tubulures
sur lesquelles on peut visser des boyaux. Un conduit Ly permet de faire communi-
quer l'aspiration avec le refoulement; il est fermé en marche normale par le
robinet L^.

L'ensemble de la pompe est porté par une plaque annulaire Bj (/î^. 920), qui peut
tourner sur une autre déforme identique B^ fixée, elle, rigidement sur un plateau Bj.
Ce plateau repose sur des ressorts à la façon ordinaire. La rotation de l'avant-
train s'opère autour de Taxe M qui est vissé dans une chape m embrassant l'essieu
{fig, 926). Une goupille n les traverse, mais ne les lie pas rigidement, attendu que la
chape porte des rainures qui, en permettant un mouvement vertical, laissent les res-
sorts agir pour supprimer les chocs pendant le roulement. A Tarrét, la rigidité est
obtenue au moyen de la vis n qui permet de serrer à bloc la chape sur l'essieu.

On obvie ainsi au mouvement d'avancement ou de recul que peut prendre la
pompe sous Teffet de la marche du moteur, malgré le calage des roues, en tournant
l'avant dans le sens de la longueur.

Pompe à incendie Dowson-Taylor à mise en marche automatique. — Cette pompe
à incendie est une pompe à action directe Worthington duplex, qui est toujours
amorcée et qui a son refoulement plein d'eau sous pression. Ce refoulement dessert
une canalisation sur laquelle sont branchés des extincteurs consistant en des ampoules
de verre qu'il suffit de briser lorsque Tincendic se déclare. Le mécanisme consiste à

LES POMPES. 33

514

POMPES POUR i:sa<;es spéciaux

mettre la pompe en route automatiquement aussitôt après la rupture d'un extincteur.

Pour cela, la soupape d'admission de vapeur est équilibrée par un ressort dont
la force est supérieure à la pression de la vapeur ; la vapeur tend naturellement à
fermer la soupape; mais Texcès de force du ressort est largement suffisant pour
rouvrir. Cet excès de la force du ressort est contre-balancé en temps normal par la
pression de l'eau contenue dans le refoulement de la pompe, et qu'on fait arriver au
moyen d'un tube de cuivre sur un piston convenablement disposé.

Voici alors ce qui se produit sitôt qu'on brise un extincteur : l'eau jaillit, et la
pression baisse au refoulement; l'action du ressort se fait de suite sentir, et celui-ci
provoque l'admission, qui dure tant qu'on n'a pas remplacé l'extincteur ou fermé le
refoulement.

Comme l'appareil exige la présence permanente dp la vapeur sur la valve et
qu'il s'y produit forcément des condensations, on a aussi muni l'appareil de purgeurs
automatiques. Le réservoir d'air est muni d'un manomètre qui permet de constater
la diminution de pression qui se produit à la longue. En effet, la dissolution de Pair
dans l'eau amenant une diminution de pression, la pompe pourrait se mettre en
marche sans qu'il y ait d'accidents ; il est vrai que, marchant à refoulement fermé,
elle s'arrêterait automatiquement.

Il est évident que cet appareil est d'une utilité incontestable ; mais il n'est pra-
tique que dans les locaux possédant des chaudières à vapeur. Le refoulement est
muni d'amorces sur lesquelles on peut fixer d'autres tuyaux flexibles, et, si le sinistre
prend des proportions plus grandes, on peut ainsi le combattre plus facilement. Il est
de bonne précaution de placer la pompe à quelque distance des bâtiments à préser-
ver. Je n'ai pu me procurer de dessin de cet intéressant dispositif.

Pompe à incendie Ludwigsberg. — Ces pompes sont construites dans les ateliers
Ludwigsberg, à Stockholm ; les chaudières sont du type breveté Grannell,la mise en

pression (à 7 atmosphères)
avec de l'eau froide s'ob-
^^ tient en dix à douze minutes.

tn J^nL J#»PPmi Le débit varie suivant les

ff^^^^^^^^^HHMBH[ dimensions: une des pompes

^^^^^^^^^^^^^^^^^ -^ ' exposées en 1900 donne

i.OOO litreS à la minute,
tandis que l'autre n'en
donne que 500. La hauteur
de refoulement est naturel-
lement variable; elle peut
d'ailleurs être modifiée par
un dispositif placé à l'extré-
mité de la lance permettant
FiG. 929. de faire varier la section de

passage de l'eau. Lorsqu'on
ferme le refoulement, la pompe continue à fonctionner, elle comprime l'eau et dé-
braye automatiquement le retour de l'eau; de cette manière, lorsqu'on ouvre le
refoulement, Peau, toujours sous pression, repart immédiatement.

POMPES A INCENDIE 515

Le tube de niveau de la chaudière est à fermeture automatique ; on évite ainsi
les accidents qui pourraient survenir de la rupture du tube.

Dans le but de faciliter, la nuit, la lecture de la pression de la chaudière, les
deux manomètres portent à Tintérieur une petite lampe qui éclaire le cadran, gradué
par transparence.

Les pompes verticales sont au nombre de deux, commandées par des machines
à vapeur complètes dont les manivelles sont calées à 90° et les coudes équilibrés. La
distribution s'opère par excentriques.

Le refoulement est muni d'un réservoir d'air en cuivre rouge ; il porte aussi plu-
sieurs amorces de tuyaux sur lesquelles on peut en fixer plusieurs lorsqu'on veut
atteindre en même temps des points diiïérents.

Enfin, citons l'adjonction à l'arrière, à proximité de tous les organes de la chau-
dière, d'une plate-forme et d'un banc à l'usage du chauffeur, pendant le trajet du
dépôt au lieu du sinistre.

Voici quelques chiffres relatifs aux deux pompes exposées :

Débit en litres par minute 1.000 500

Longueur du jet produit 50 à 55"* 35 à 40

Encombrement (sans les timons) en surface 3™,8 X 1"*,6 3'",4 x i",5

— en hauteur 2",2 2'«,0

Poids iMO^^ l.OoO"'»

Une de ces pompes, vendue à Ixelles (Belgique),. fut essayée, le 2 juillet 1898, en
présence de M. J. du Bosch, ingénieur expert de la ville. Elle devait débiter 1.000 à
1.200 litres par minute, et le jet, dont le diamètre à la sortie était de 25 millimètres,
devait atteindre 40 à 50 mètres.

Le combustible employé pour l'allumage était du bois de sapin mélangé de char-
bon en menus morceaux. La durée de la mise en pression à 6 atmosphères fut de huit
minutes, la pression fut rapidement portée et maintenue à 8 atmosphères et la hau-
teur du jet obtenu fut, malgré le vent, de 45 à 48 mètres, le débit se maintenant de
1.000 à 1.200 litres par minute, suivant les conventions. I^a figure 929 donne la vue
d'ensemble d'une pompe Ludwigsberg.

C. - POMPES A INCENDIE ÉLECTRIQUES

Malgré ses avantages, la pompe à incendie électrique n'a pas encore pris toute
l'extension qu'on aurait pu la supposer capable de prendre. S'il est en effet bien évi-
dent qu'avec la pompe électrique on n'a pas à attendre, comme avec la pompe à
vapeur, la mise en pression, on a par contre à chercher l'endroit convenable pour
faire la prise de courant, qui, malgré sa simplicité, demande quelques instants. Si
l'on se reporte à Y American Machinist d'août 1894, qui donne le résultat d'une expé-
rience dans laquelle, l"*'" 11"" après l'arrivée de la pompe sur les lieux du sinistre, on
avait déjà à la chaudière une pression de 7 kilogrammes, on voit que, sous ce rap-
port, la différence de temps avant la mise en marche de l'un ou l'autre système est
faible, et pourrait même se trouver au désavantage de la pompe électrique.

On répondra à cela qu'avec des accumulateurs il n'y a pas du tout à attendre, et

M. ,,-^r

516

POMPES POL'R USAGES SPECIAUX

que le seul temps dépensé est employé au raccordement des tuyaux à une bouche
d'eau. Mais quel sera le poids d'une pompe électrique à accumulateurs devant déve-
lopper 80 à 100 chevaux ?

^"^^63 """^ ^ ^^^

13X001

/\^

FiG. 930, 931 et 932.

Si Ton ajoute à cela les chances fréquentes encore de rupture de circuit, la diffi-
culté de la conduite, la nécessité de Tinstallation d'une station productrice et de
connection avec des postes de recharge, on voit que la pompe à incendie électrique,
oans être à rejeter, doit attendre que la science, dans un avenir peut-être très pro-

POMPES A INCENDIE

5i7

chain, nous ait donné un système de transport de force plus pratique encore que
ceux déjà existants.

Pompe à incendie électrique Dymond. — Cette pompe a fait l'objet d'un brevet
anglais en 1897. Le moteur à vapeur est remplacé par un moteur électrique, qui per-
met en outre de rendre la pompe automobile.

Les figures 930 à 932 représentent la pompe telle qu'elle fut d'abord construite
avant de recevoir des accumulateurs lui fournissant l'énergie nécessaire à son trans-
port et à son utilisation.

Fio. 933, 934, DSo et 930.

Le moteur électrique B est disposé en long sur le bâti A, et son arbre B^ est en
même temps celui d'une pompe centrifuge très simple C. Les tuyaux d'aspiration C^
et de refoulement C^ sont placés à la partie basse du corps de pompe. Sur ces con-
duits sont vissés des raccords en fonte en forme de T ; celui qui est vissé sur l'aspi-
ration C3 permet par D^ d'aspirer l'eau à l'extérieur, ou par D* dans le réservoir D
situé sous la pompe et le moteur, tandis que celui qui continue le refoulement peut,
par C", emplir le réservoir D ou lancer l'eau sur le foyer d'incendie par C^'. Des
soupapes sont disposées pour ouvrir ou fermer ces conduites, qui permettent :
4® d'aspirer d'une source extérieure et de refouler directement ou d'emplir le réservoir;
2® d'aspirer dans le réservoir pour refouler directement; 3° en attachant un tuyau
flexible à la place de D' sur 1)^, d'envoyer au besoin l'eau aspirée par D** à l'exté-
rieur sans la faire passer par C*.

Cette pompe ne peut servir que dans les villes ou usines possédant des lignes pour
l'éclairage ou le transport de forces sur lesquelles on fait la prise de courant F. Un

518

POMPES POUR usa(;es spéciaux

rhéostat H en série sur le circuit et placé derrière le siège du conducteur permet de
régler l'intensité du courant employé.

Afin de pouvoir utiliser la pompe dans un endroit quelconque, l'inventeur Ta
munie d'accumulateurs qu'il place dans le châssis J au-dessus du réservoir d'eau D.
Des ressorts J^ suspendent les bacs de tous côtés de façon à éviter les cahots qui
pourraient amener des contacts entre les lames. Le dispositif qui rend la pompe auto-
mobile est celui-ci :

L'arbre B^ de la dynamo porte à son extrémité un pignon d'angle K^ qui engrène
avec celui K* d'un arbre vertical K, lequel transmet son mouvement de la môme
façon à l'arbre M^. Une chaîne M^ transmet ensuite la rotation à une roue dentée
calée sur l'essieu moteur. Afin de pouvoir arrêter sans interrompre brusquement le
courant, l'arbre vertical porte un embrayage à dents M ^fig, 936) commandé par un
levier à sonnette L relié au levier de mise en train L^ par une biellette. Un cnclique-
tage très simple permet d'immobiliser L^. Lorsque la pompe est au repos ou en marche,
le volant. N, claveté sur l'arbre N^ sert à diriger Pavant-train.

D. - POMPE A INCENDIE A PÉTROLE

Pompe à incendie automobile Porteu-Gambier. — Avec les progrès del'automobi-
lisme, devait apparaître la pompe à incendie automobile : le problème, quoique com-
pliqué, était fort séduisant, et la solution qui a été donnée par M. Cambier est digne
d'attention. Les figures 937 à 939, que j'emprunte à la Nature d'avril 1897, permet-
tent de se rendre compte bien exac-
tement de la disposition adoptée.

Le moteur à pétrole à quatre cy-
lindres C, opposés deux à deux, est
placé à l'arrière du véhicule ; il ac-
tionne l'arbre moteur A, aux deux
extrémités duquel on voit des vo-
lants V. Cet arbre donne le mouve-
ment, par l'intermédiaire d'un train
d'engrenages //', à l'arbre A', qui
joue dans l'appareil un rôle prépon-
dérant.

En effet, cet arbre A' commande
à volonté les organes assurant le
déplacement du véhicule ou la
pompe elle-même. Les organes de traction sont les tambours M, O, N actionnant par
courroies croisées les poulies hb\ dâ! et e, calées sur l'arbre portant les pignons /)',
qui déterminent, par l'intermédiaire de chaînes, la rotation des pignons p et des
roues R. Les tambours M et O donnent respectivement les vitesses de 15 et 18 kilo-
mètres à l'heure ; les poulies h eX d sont fixes et h\ d' folles ; enfin le tambour N et
la poulie C assurent la marche arrière.

La pompe est simplement mise en mouvement par la roue motrice M et l'arbre
A*; la roue M embraye à volonté avec le pignon E calé sur l'arbre A'; ces embrayages

FiG. 931. — Pompe automobile Cambier.

HATKAIJX A INCENDIE

ni9

sont d'ailleurs instantanés, de sorte que Tattaque du feu peut commencer aussitôt
Tarrivée sur les lieux du sinistre.

FiG. 938 et 939. — Pompe automobile Cambier.

La pompe est du système Thirion et peut lancer 12 mètres cubes d*eau par
minute.

BATEAUX A INCENDIE

Au début, le bateau à incendie proprement dit n'existait pas; mais certains pro-
priétaires ayant de grandes propriétés en bordure des rivières, ou certaines villes
situées sur des cours d^eau importants, avaient aménagé des remorqueurs en vue de
pouvoir éventuellement faire un service d*incendie. Il avait suffi, pour cela, de les
munir d'une pompe à incendie d'une puissance un peu supérieure à la moyenne et
d'un jeu de tuyaux plus complet.

Plus tard, on construisit de véritable bateaux à incendie, dont les avantages
furent rapidement appréciés. Leur mobilité leur permet d'assurer le secours d'incen-
die sur une zone souvent étendue. On peut, avec eux, lancer des jets d'eau considé-
rables, et tout le monde sait à quel point un jet de 6 à 8 centimètres de diamètre est
plus efficace que deux ou trois jets de 2 centimètres ; en effet, les petits jets permettent
juste d'empêcher l'incendie de s'étendre, tandis que les gros peuvent se frayer un che-
min et pénétrer au cœur même du sinistre et l'arrêter. Ajoutons que, dans certaines
conditions locales, le bateau à incendie peut être plus économique que tout autre procédé

5*20

POMPES POUU USAGES SPÉCIAUX

de protection, car, si les terrains sont coûteux, il est très possible que la station de
pompes flottantes qu'est un pareil bateau revienne moins cher que des bâtiments,
voitures, équipements, chevaux, etc., etc.

Ces bateaux sont d'ailleurs de véritables pompes à vapeur flottantes pouvant,
pendant un temps quelquefois considérable, lancer sans arrêt de Teau sur des vais-
seaux ou des bâtiments enflammés. Nous citerons comme exemple le bateau Hâve-
meyer, du Service d'incendie de New-York, qui resta en activité pendant dix-neuf
jours et nuits consécutifs, lors de l'incendie des grands élévateurs de la New-York
Central Railroad^ en mai 1889.

Bateau à incendie Shand et Mason. — Ce bateau à incendie [fig. 940 et 941) fut

Fio. 940. — Bateau à

l'iG. 941.

incendie du Gouvernement brésilien.

construit pour le Gouvernement
brésilien ; la chaudière est du type
breveté par les constructeurs, et
décrit dans la Revue de Mécanique
de mai (p. 501) ; elle peut vapo-
riser rapidement une importante
quantité d'eau, bien que présen-
tant un encombrement relative-
ment assez faible.

La machine peut fournir une
pression de 11 kilogrammes par
centimètre carré, bien que la
pression normale de 8 kilo-
grammes à 8^^,5 soit ordinaire-
ment suffisante.

La machine à vapeur com-
porte trois cylindres à vapeur,
dont les tiges de piston sont direc-
tement réunies aux trois pompes,
qui sont à double eiïet et à piston
plongeur. Ce type de machine,
spécial à MM. Shand et Mason,
est connu sous le nom « d'Equi-
librium ». La distribution repré-
sentée oi-contre {fig. 942 et 943)

BATEAUX A INCENDIE

521

est telle que Ton a une machine bien équilibrée, démarrant facilement en toutes
positions. On voit que la cheville A, fixée sur une des tiges de piston, actionne par la

Fio. 942. — - Distribution Sfiand et Mason,

FiG. 943. — Distribution Shand et Mason.

bielle B le levier C, qui est lui-même relié au levier P, actionnant la tige E, qui
commande la distribution d'un des deux autres cylindres. On voit, d'autre part, que
le levier C, réuni, comme nous
venons de le dire, à la tige du m^ma

piston de la machine n<* 1 , est cla-
veté sur Tarbre F, sur lequel est
forgé le levier D, qui fait marcher
le tiroir de la machine n** 2. De
même, le levier C, actionné par
le piston de la machine n<* 2, et le
levier D', agissant sur le tiroir de
la machine n° 1, sont réunis par
un manchon creux H, que tra-
verse Tarbre F. Enfin le levier C^
de la machine 3 est réuni de même par le manchon G au levier D^ de la distribution
de la machine 2.

La machine à incendie peut s'approvisionner d'eau soit par une ouverture dans le
flanc du bateau, soit au moyen d'un tuyau flexible : on emploie ce dispositif pour
assécher les vaisseaux ou barques remplis d'eau.

L'ensemble, très robuste et très simple, a donné de bons résultats aux essais. La
marche est régulière à 300 tours par minute. La machine peut débiter 4.500 litres à
la minute et fonctionne jusqu'à une pression de 15 kilogrammes par centimètre carré.
Dans une des épreuves, on atteignit, avec un jet de 45 millimètres, une distance
horizontale de 75 mètres, malgré un fort vent soufflant en travers du jet.

Les machines de propulsion sont à haute pression, spécialement construites pour
les grandes vitesses, et fonctionnent à 260 tours par minute, donnant ainsi une vitesse
de 9,34 nœuds par heure.

Le bateau a 17 mètres de long, 3", 70 de large et une profondeur de 2 mètres;
sa coque est en acier doux, le pont et les accessoires en bois de teck. Les soutes à
charbon peuvent contenir 2 tonnes et demie de charbon. Sur le pont, se trouve une

522

POMPES POUH i]SA<;r:s spectaux

cabine aménagée pour 3 hommes et deux rouleaux pouvant porter i .000 mètres de
tuyaux.

Ce bateau, qui est en somme d'un petit modèle, est disposé en remorqueur, de
façon à pouvoir éventuellement tirer loin des quais les bateaux enflammés et les y
éteindre plus aisément.

Bateau à incendie de Boston. — La figure 944 montre un bateau à incendie mis en

Fio. 944. — Bateau à incendie du port de Boston (1899).

service en 1889 par la ville de Boston et connu sous le nom de « machine 3^1 ». Nous
allons donner sur lui quelques détails. Voici d'abord quelques-unes de ses dimen-
sions :

Longueur totale 36 mètres

Longueur à la ligne de flottaison. 32 —

Largeur maxima 8", 15

Profondeur totale 2"»,65

La coque est en bois, très résistante ; on a employé le chêne blanc de première

BAïEArX A INCENDlb:

523

qualité pour la charpente et les parties principales ; au-dessous de la ligne de flottai-
son, la coque est recouverte de métal jaune. Les aménagements sont faits pour
14 hommes (officiers et matelots).

La vapeur est obtenue au moyen de deux chaudières à tubes d'eau Cowles, telles
que celles adoptées sur le Havemeyer de New-York. Elles occupent chacune en
plan 3™,75 sur 2"*, 40 et ont 3", 75 de hauteur ; pleines d'eau et prêtes à marcher, elles
pèsent à elles deux un peu moins de 20 tonnes. Elles ont 297 mètres carrés de surface

de chauffe et 8'",09 de surface de grille, soit un rapport de ~ environ ; éprouvées à

21 kilogrammes, elles peuvent fonctionner normalement à 13. Enfin, au tirage natu-
rel, elles peuvent assurer une puissance de 400 chevaux ; mais, avec tirage forcé, on
peut doubler largement cette puissance.

Les pompes {fig. 945) sont du type Clapp et Jones, que j*ai déjà décrit dans le
numéro de mai de la Revue
de Mécanique; elles sont di-
visées en deux appareils com-
prenant 4 cylindres à vapeur
de 250 millimètres de diamètre
et 4 corps de pompe de 225
millimètres de diamètre, la
course commune étant de 250
millimètres.

Il y a 4 raccords de tuyaux
de 87 millimètres et 4 de 62
millimètres avec leurs acces-
soires ; on y peut fixer des
tuyaux d'une longueur quel-
conque et envoyer ainsi à très
grandes distances (5 à 600-
mètres)dereau sous pression.
De plus, sur le pont d'avant,
se trouvent deux becs courbes
de Cowles, supportés par de
courts tuyaux ; chacun d'eux peut lancer un jet de 100 millimètres ; ils peuvent décrire
un cercle complet et se dresser jusqu'à 60°.

Dans les essais, on trouva que le bateau avait aisément une vitesse de plus de
16 milles à l'heure ; les pompes pouvaient marcher à 330 tours avec une pression de
3^«f,5 à 4 kilogrammes ; une bonne marche était à 220 tours, avec une pression de
9''^,8 ; elles lançaient alors par le bec Cowles un jet de 100 millimètres à 130 mètres,
ou quatre jets de 65 millimètres à 75 mètres.

Ajoutons qu'indépendamment du service d'incendie il existe un réservoir dans
lequel les pompes refoulent l'eau, et sur lequel on peut fixer un certain nombre de
tuyaux, de façon à fournir de l'eau aux machines du rivage. On voit qu'ainsi ce ba-
teau peut, dans un rayon de 5 ou 600 mètres, rendre de réels services autour de la
rive.

Fig. 94.*i.— Pompe Clapp et Jones pour le bateau de Boston, fig. 944.

524

POMPES POUR USAGES SPÉCIAUX

Autre bateau à incendie de Boston. — Le modèle représenté par la figure 946 est
encore plus récent (1895) et plus important que le précédent. La machinerie a été
confiée à « Brown et Miller », les appareils d'incendie à «TAmerican Fire Engine C° »,
qui exploite les brevets Ahrens, Silsby, Clapp et Jones, etc.

Les machines à vapeur sont verticales et compound, avec des diamètres de 450 et
900 millimètres respectivement pour les cylindres à haute et à basse pression, la
course de piston étant de 800 millimètres.

La distribution est du type breveté Brown et Miller.

11 y a deux chaudières établies pour une pression de 8*^,4 par centimètre carré

■mi.i-Ln.^. \k t^.?i.L ■■_.,. -if-r- — ïMf -rf^"}y ?TS!-»

Fio. 946. — Bateau à incendie de Boston (1895).

et entièrement en acier Martin ; chacune d'elles contient 542 tubes de fer, repliés et
soudés, longs de i"',50 et ayant 50 millimètres de diamètre.

Il y a deux pompes à incendie pouvant fonctionner ensemble ou d'une façon dis-
tincte ; les soupapes en sont de grandes dimensions ; des chambres à air sont dispo-
sées à l'aspiration comme au refoulement.

Le tuyau d'aspiration d'eau a 400 millimètres de diamètre ; les ouvertures d'aspi-
ration ménagées dans la coque ont 450 millimètres de diamètre et sont bordées de
lames de plomb retournées et clouées.

Les tuyaux de décharge sont d'abord des conduites de fer de 300 millimètres de
diamètre, puis des tuyaux de cuivre de 250 millimètres réunis à deux tours à eau
alimentant des coudes Cowles de 100 millimètres de diamètre placés à l'avant du
pont principal.

Les pressions supportées sont les suivantes par centimètre carré : 8^»,4 pour les
cylindres à haute pression, 4^«,2 pour les cylindres à basse pression, et 15^',4 pour les
corps de pompe.

En marche normale, avec une pression de vapeur de &^^fi environ, chaque
pompe envoie au minimum 13.500 litres d'eau par minute, sous une pression de
12^^,2. Le bateau que nous étudions ici est ainsi une machine des plus [puissantes
qui, malgré sa mobilité, est capable de lancer facilement 25 tonnes d'eau par minute
à plus de 80 mètres de hauteur. Ajoutons que les cylindres des pompes et la tuyaute-
rie ont été essayés et reconnus étanches à la pression hydrostatique de 23 kilo-
grammes par centimètre carré.

BATEAUX A INCExNDIE S25

La coque est en bois ; elle a 33 mètres de long et S^^GO de large ; le tableau sui-
vant donne d'ailleurs, sur les dimensions et la construction de ce bateau, des
renseignements assez complets, tirés de V American Machinist du 20 juin 1895.

Diamètres des cylindres à vapeur : H. P 450 millim.

— — — B. P 900 —

Course commune des pistons 800

Vitesse des pistons par minute 180 mètres

Nombre de tours par minute, environ , 110 tours.

Type de la distribution Brown et Miller.

Condenseur en fonte, circulaire, surface de refroidissement. . 102 m. carrés.

Pompe à air indépendante : diamètre, cylindre à vapeur . . . 300 millim.

— — cylindre à air 350 —

— — - — cylindre à eau 350 —

— — course commune 300 —

Tiges de piston, en acier doux, diamètre 87 —

Arbre moteur, en acier, diamètre 187 —

Chaudières en acier Martin, timbre 8,4 kilog.

Épaisseur de Tenveloppe 12,5 millim.

— la tôle de haut 12,5 —

— la plaque tubulaire 12,5 —

— la boîte à feu 8,5 —

— la boîte à fumée 11,0 —

Nombre de tubes par chaudière 542

Longueur des tubes 1.500 —

Diamètre des tubes 50 —

Diamètre extérieur de la cheminée 1.300 —

Nombre de pompes à incendie 2

Tuyau d'aspiration, en cuivre, diamètre 400 —

Ouvertures d'aspiration sur la coque, diamètre 450 —

Tuyau de décharge dans l'entrepont, en fer, diamètre 300 —

Tuyau de cuivre le réunissant aux tours à eau, diamètre . . . 250 —

Coudes de Cowles, au nombre de 2, diamètre 100 millim.

Six ouvertures sur le tuyau en fer de l'entrepont, diamètre . . 87 —

Quatre de ces ouvertures munies de réducteurs, diamètre. . . 62 —

Composition du métal des corps de pompe 88Cu,10Sn, 2Zn.

Pression maxima d'admission au cylindre de H. P, par centi-
mètre carré 8,4 kilog.

Pression maxima d'admission au cylindre B. P, par centimètre

carré 4,2 —

Pression maxima d'admission au corps de pompe 15,4 —

— d'essai des corps de pompe, tuyauteries et accessoires. 23,1 —

— de vapeur en marche normale 6,6 —

— dans la pompe en marche normale 12,2 —

Débit par minute et par pompe, en litres 13.500 litres.

Débit maximum du bateau, par minute, en tonnes 25 tonnes.

Hauteur à laquelle cette masse d'eau peut être envoyée. ... 80 mètres.

Bateau à incendie du port de New-Tork. — Le New-Yorker^ bateau à incendie du

526 POMPES POLR IjSAr,ES SPECIAUX

port de New- York, est construit dans les mêmes conditions que celui de Boston. Les
machines sont aussi du type Brown et Miller, et les chaudières sont des chaudières
Clapp et Jones.

Le bateau est construit en fer et en acier ; le pont est en pin blanc et les rares
parties de bois sont en chêne. Indépendamment de Thélice fixe, qui a ^"'fOoO de dia-
mètre, il est muni d'une seconde hélice fixée dans le gouvernail et réunie à Tarbre
moteur par un joint à la Cardan. Cette disposition donne plus de facilité pour la
direction. Un sifflet à modulations et une sirène à vapeur installés sur les chaudières
permettent de supprimer les commandements au porte-voix.

L'ensemble de Tappareil pour l'aspiration et le refoulement de Teau comprend
deux pompes duplex, ayant chacune deux cylindres à vapeur et deux corps de
pompe.

On a installé sur le pont deux treuils sur lesquels on peut enrouler 9(X) mètres
de tuyaux de diamètres variant de 0'",063 à 0"*,153. De plus, un tender en permanence
sur le quai porte 460 mètres de tuyaux de 0",768 et part à la rencontre du New-Yorker
en cas de sinistre sur terre, et lui permet ainsi de combattre le feu, même à
1.500 mètres du bord de la rivière.

Le bateau marche à une vitesse de 15 nœuds et peut lancer un jet continu de
127 millimètres à 76 mètres de hauteur.

Voici les données principales de ce bateau :

Longueur totale

Longueur à la flottaison

Largeur totale

Largeur à la flottaison

Hauteur totale

Tirant d'eau

Nombre de chaudières

Pression

Diamètre du corps de chaudière

Longueur — —

Nombre de tubes

Diamètre extérieur des tubes

Épaisseur des tôles du corps de chaudière

Machines de propulsion : diamètre du cylindre H. P

— M. P

— - B. P

Course des pistons

Nombre de tours

Surface des tubes refroidissants du condenseur

Machines actionnant les pompes :

Diamètre des cylindres

Course

Diamètre des ouvertures d'aspiration

Diamètre du refoulement principal

Diamètre des tuyaux aboutissant à ce refoulement

38",20

,96

,91

,73

.40

,04

kilog.

',64

,56

',768

,020

,381

,609

,990

,609

135

iss-vs

,406

,279

,406

,304

,245

POMPES A PUITS DE PÉTROLE n27

Diamètre des refoulements auxiliaires à main 0*^,111

Diamètre des becs tournants de ces refoulements 0 ,1^*

Nombre total des bouches de sortie 32

Diamètre des corps de pompes G", 254

Nombre de doubles courses des pistons des pompes 200

Débit par minute 45. 134 lit.

POMPES A PUITS DE PÉTfiOLE

Ces pompes, d'un usage tout spécial, sont très usitées en Californie etenPensyl-
vanie pour l'extraction des pétroles bruts.

Ce qui les caractérise, c'est la grande dimension des orifices du passage ; les huiles
de naphte sont en effet parfois très visqueuses et chargées de sable, de sorte que, si
les orifices étranglaient par trop la veine liquide, ils ne tarderaient pas à s'obstruer.

Cette condition ne doit pas exclure la faible dimension transversale, car l'appa-
reil doit pouvoir être descendu dans un trou de sonde tube de faible section. j

Nous citerons deux modèles de ces pompes : I

Pompe Oarbutt. — Le corps de pompe {fifj. 947) est un simple tube en fer ou en
acier. Le piston peut affecter les deux dispositions représentées sur la figure. Dans
la première, il y a deux systèmes de valves : 1*" un système de deux valves à boulets ;
2^ une série de cuirs emboutis 6, qui constituent un clapet de refoulement.

A la soupape d'aspiration D est fixée une tige d^ terminée à sa partie supérieure
par une tète présentant trois prolongements i, 2 et 3.

Le fonctionnement de la pompe en marche normale se comprend aisément.

Lorsque, par suite de la trop grande viscosité du liquide ou de sa trop forte
teneur en sable, les soupapes s'obstruent, il suffit de soulever le piston ; la tige d
repose alors par sa tête sur la collerette 4, et la valve de refoulemeniit est soulevée ;
on soulève le tout jusqu'à ce que les valves soient sorties du corps de pompe. Le
liquide peut alors descendre autour du piston et lave les engorgements.

Pompe William James Wright {fig, 951 à 957). — L'appareil est constitué par un
corps de pompe 2, à la partie inférieure duquel est vissée une bague 4 au centre de
laquelle est vissé un tube 6 portant une série de godets 7 et une cage de valve 8.
Un cylindre mobile 10 porte à sa partie supérieure une valve 15 et une chambre 12
communiquant avec le tuyau de refoulement 14.

Le cylindre 2 porte à sa partie inférieure une cage 17 et un tuyau perforé 18.
Cette cage est maintenue dans le puits par une série de crampons à dents 19. La
partie inférieure du tuyau 2 est perforée.

Le tuyau 14 est maintenu au centre du puits par un disque 21 portant des
ressorts 23.

En soulevant le cylindre mobile, le pétrole est aspiré dans le tuyau fixe, la sou-
pape 9 étant ouverte. Puis, quand le cylindre est arrivé en haut de course, la sou-
pape 9 se ferme.

528

POMPES POIUR USAGES SPÉCIAUX

Le cylindre mobile descendant, la soupape 15 s'ouvre, et le liquide est refoulé
par le tuyau 14.

Fio. 947 à 950.

FiG. 951 à 957.

Ce dispositif a l'avantage de présenter une usure très réduite des surfaces frot-
tantes. Il est d'un déplacement facile dans le puits.

FIN

TOUHS. — IMPHIMERIE DESLIS KHEHES.

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